KR20010083043A - Multifunctional reactive monomers for safety protection of nonaqueous electrochemical cells - Google Patents

Multifunctional reactive monomers for safety protection of nonaqueous electrochemical cells Download PDF

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KR20010083043A KR1020007013684A KR20007013684A KR20010083043A KR 20010083043 A KR20010083043 A KR 20010083043A KR 1020007013684 A KR1020007013684 A KR 1020007013684A KR 20007013684 A KR20007013684 A KR 20007013684A KR 20010083043 A KR20010083043 A KR 20010083043A
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Abstract

본 발명은, (a) 일 이상의 용매등과; (b) 일 이상의 이온염들; 및, (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머를 함유하는 비수계 전해질에 관한 것으로, 그 다관능 모노머는, 일 이상의 용매에 용해할 수 있고, 100℃ 이상의 개시온도에 전해질이 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 것이다. 비수계 전해질에 통합되는 경우, 다관능 반응성 모노머는 상승 온도에서 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대하도록 신속히 중합함에 의하여 전류생성 전지의 안전을 향상시킨다. 본 발명은, 또한, 상기 비수계 전해질을 함유하는 전류생성 전지, 상기 비수계 전해질과 전류생성 전지의 제조방법, 및 전류생성 전지의 안전을 증대시키는 방법에 관한 것이다.The present invention, (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a non-aqueous electrolyte containing a polyfunctional monomer containing two or more unsaturated aliphatic reactive shares per molecule, the polyfunctional monomer being soluble in one or more solvents, When the electrolyte is heated, it is rapidly polymerized to increase the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. When incorporated into a non-aqueous electrolyte, the polyfunctional reactive monomer improves the safety of the current generating cell by rapidly polymerizing to increase the viscosity and internal resistivity of the electrolyte at elevated temperatures. The present invention also relates to a current generating battery containing the non-aqueous electrolyte, a manufacturing method of the non-aqueous electrolyte and a current generating battery, and a method of increasing the safety of the current generating battery.

Description

비수계 전기화학 전지등의 안전 보호용 다관능 반응성 모노머 {MULTIFUNCTIONAL REACTIVE MONOMERS FOR SAFETY PROTECTION OF NONAQUEOUS ELECTROCHEMICAL CELLS}Multifunctional reactive monomers for safety protection such as non-aqueous electrochemical cells {MULTIFUNCTIONAL REACTIVE MONOMERS FOR SAFETY PROTECTION OF NONAQUEOUS ELECTROCHEMICAL CELLS}

본 출원을 통하여, 각종 공보, 특허, 및 공개 특허 출원을 확인 인용에 의하여 참조한다. 본 원에 참조된 공보, 특허, 및 공개 특허출원의 개시등은 본 발명이 관련하는 기술수준을 더 충분히 설명하기 위해, 본 개시에 참고로 편입돼 있다.Throughout this application, reference is made to the various publications, patents, and published patent applications by reference. The disclosures of patents, patents, and published patent applications referred to herein are incorporated herein by reference in order to more fully describe the technical level to which the present invention relates.

전류생성 전지와, 상기 전지로 이루어지는 축전지는, 전해질에 의하여 격리된 상대극성의 전극 쌍으로 이루어져 있다. 전극들 간의 충전 흐름은 이온적으로도통하는 전해질에 의해 유지된다.The current generating battery and the storage battery including the battery are composed of a pair of electrode electrodes of opposite polarity separated by an electrolyte. The charge flow between the electrodes is maintained by an ionically conducting electrolyte.

축전지등의 성공적인 사용은 정상상태 하에서와 심지어 부정용법 하에서의 작용중인 그들의 안전에 좌우된다. 축전지의 단락이나 신속한 과충전 따위 부정한 용법은 단지 저항성 가열에 비해 축전지의 자기가열을 일으키게 되어, 열 폭주의 원인이 된다. 축전지의 자기가열은, 리튬 양극을 활용하는 경우 특히 문제가 된다. 리튬 축전지등은 라튬에 기초하지 않는 축전지등에 비해 많이 높은 전력 저장 밀도의 능력이 있으나, 대개의 재료에 대한 리튬의 반응성과 단지 약 180℃의 그의 융해점이 자기가열과 열폭주에 대한 잠재력을 증진시킨다. 축전지의 전해질과 타의 재료에 대한 리튬의 이러한 반응성은 리튬의 사이클링에서 이차 또는 재충전가능의 리튬 전지에 있어서 전형적으로 증대된다. 이차 리튬 전지의 자기가열을 야기하는 주과정은 사이클의 리튬과 전해질 용매 간의 화학반응을 전형적으로 수반한다. 이들 자기가열 반응은 100℃ 부근의 온도에서 시작되는 것으로 믿어진다. 100℃ 이상의 온도에서는, 전지 자기가열에 대한 추가의 기여가 리튬과 전해질 이온염 간의 반응으로부터서 뿐 아니라 전해질의 발열성 분해작용으로부터 오는 것으로 믿어진다.Successful use of batteries, etc., depends on their safety in operation under normal conditions and even under abuse. Inadequate usage, such as short-circuit or rapid overcharging of the battery, causes self-heating of the battery as compared to resistive heating, which causes thermal runaway. Self-heating of a storage battery becomes a problem especially when utilizing a lithium positive electrode. Lithium batteries have much higher power storage densities than lithium-based batteries, but lithium's reactivity with most materials and its melting point of only about 180 ° C enhance the potential for self-heating and thermal runaway. . This reactivity of lithium to the electrolyte and other materials of the battery is typically increased for secondary or rechargeable lithium batteries in the cycling of lithium. The main process causing self heating of secondary lithium batteries typically involves a chemical reaction between the lithium and electrolyte solvents in the cycle. These self-heating reactions are believed to start at temperatures around 100 ° C. At temperatures above 100 ° C., it is believed that further contributions to cell self-heating come from the exothermic decomposition of the electrolyte as well as from the reaction between lithium and electrolyte ionic salts.

리튬 축전지의 불안전한 폭발성 상태의 잠재력을 감소시키는 하나의 접근은 리튬과의 저반응성 전해질 용매의 혼합물을 사용하는 것이 있었다. 예를 들어, 브랜드 및 그외에의 미국특허 제 4,753,859 호는 비수계 리튬 전지의 안전 특성을 향상시킬 전해질 용매로서 에틸렌 카보네이트와 프로필렌 카보네이트를 가진 일 이상의 폴리에틸렌 글리콜 디알킬 에테르의 사용을 기술하고 있다. 또한, 예를 들어, 윌킨슨 및 그외에의 미국특허 제 5,219,684 호는 활성물질로서 리튬함유 양극과 리튬결합의 이산화 망간을 가진 음극을 가진 전기화학 전지에 있어서의 안전을 향상시키기 위한 전해질 용매로서 설폴레인과 글림의 사용을 기술하고 있다. 비록 리튬과의 반응성을 감소시키는 전해질 용매 배합을 선택하는 것이 안전에 유익하다 해도, 용매 선택 만으로는 과열과 열폭주에 대한 강한 보호를 제공하지는 못한다, 보다 적은 반응성 전해질 용매 등을 사용하는 이 접근법의 결점 중에는 축전지가 고온에서의 전류흐름이 폐쇄되거나 감소되지는 않으나, 폭발성 상태를 전적으로 초래할 수도 있는 가일층의 열집적과 퇴화반응에 인도하는 여전히 고에너지 전기화학 반응이 가능하다는 것이다. 또한, 전해질 용매 배합은 전지에 사용된 특정 음극 배합과 양립할 수가 없다. 전기화학 전지의 방전과 충전 중, 많은 전기화학적 환원 및 산화의 화합물이 형성되어 그 것이 안정될 수 없거나 달리 전해질 용매와 양립할 수 없다. 예를 들어, 고체 황토대의 음극은, 이 조합의 전기활성 물질의 극단으로 높은 전력 밀도로 인해 리튬함유 양극과의 사용에 매우 바람직하나, 이들 무수 리튬-황 형 축전지의 방전 또는 환원 사이클에서 전형적으로 형성된 유기 및 무기의 폴리황화물은 안전을 위해 선택된 전해질 용매 혼합물에서, 에틸렌 카보네이트 따위의 일 이상의 용매와 양립할 수 없다.One approach to reducing the potential of the unsafe and explosive state of lithium batteries has been to use mixtures of low reactive electrolyte solvents with lithium. For example, US Pat. No. 4,753,859 to brands and others describes the use of one or more polyethylene glycol dialkyl ethers with ethylene carbonate and propylene carbonate as electrolyte solvents to improve the safety properties of non-aqueous lithium batteries. Also, for example, Wilkinson and other US Pat. No. 5,219,684 disclose sulfolane as an electrolyte solvent for improving safety in electrochemical cells having a lithium-containing anode as an active material and a cathode having lithium-bonded manganese dioxide. And the use of glimps. Although choosing an electrolyte solvent formulation that reduces reactivity with lithium is beneficial for safety, solvent selection alone does not provide strong protection against overheating and thermal runaway. Drawbacks of this approach with less reactive electrolyte solvents, etc. While the battery does not close or decrease the current flow at high temperatures, it is still possible to achieve high energy electrochemical reactions that lead to further thermal accumulation and degradation, which could lead to an explosive state entirely. In addition, the electrolyte solvent formulation is incompatible with the particular negative electrode formulation used in the battery. During the discharge and charging of an electrochemical cell, many compounds of electrochemical reduction and oxidation are formed which cannot be stabilized or otherwise incompatible with the electrolyte solvent. For example, solid yellow earth cathodes are highly desirable for use with lithium-containing anodes due to the extreme high power density of this combination of electroactive materials, but are typically used in the discharge or reduction cycles of these dry lithium-sulfur type batteries. The organic and inorganic polysulfides formed are incompatible with one or more solvents such as ethylene carbonate in the electrolyte solvent mixture selected for safety.

전기화학 전지의 안전을 증진시키는 또 다른 접근법은 예를 들어 와타나베에의 미국특허 4,971,867과 존스턴에의 미국특허 5,008,181에 기술된 것으로서, 고온에서의 전기저항을 증대시켜 그에 의해 전지를 통한 전류의 흐름을 억제하는 PCT(정 온도 계수: positive temperature coefficient) 장치를 편입하였다. PCT 장치들은 내부 단락 회로에 대해서와 과열과 과방전 상태에 대하여 유익한 안전 보호를 제공할 수 있으나, 그들이 어울리지 않아 전지에 있어서의 반응성 화학작용의 활동성을 사실상 폐쇄하거나 감소하게 된다.Another approach to enhancing the safety of electrochemical cells is described, for example, in US Pat. No. 4,971,867 to Watanabe and US Pat. No. 5,008,181 to Johnston, which increase the electrical resistance at high temperatures thereby reducing the flow of current through the cell. A suppressive PCT (positive temperature coefficient) device was incorporated. PCT devices can provide beneficial safety protection against internal short circuits and against overheating and overdischarging conditions, but they do not fit effectively virtually closing or reducing the activity of reactive chemistry in the cell.

부정사용 하에서의 과열을 제어하려고, 열로 활성화된 세퍼레이터가 음극과 양극 간의 삽입을 위해 개발되는 것을 생각하여 왔다. 미세공 시트는, 통상의 작용 온도에서 그 것이 저저항성을 나타내나 고온에서 고저항성을 가지는 생성물로 역전할 수 없게 변형되는 한편, 그의 치수보전을 유지하면, 이 열로 활성화된 세퍼레이터로서 기능할 수도 있다고 또한 생각하여 왔다. 예를 들어, 런드퀴스트 및 그외에의 미국특허 제 4,650,730 호는, 상승 온도에서 사실상 비다공성 시트의 형성을 위해 상이한 전이 온도들을 가진 적어도 두겹을 가지는 축전지 세퍼레이터로서 유용한 여러겹의 미공성 시트를 기술하고 있다. 리튬 축전지에 세퍼레이터로서 현재 채용되는 미공성 폴리머 필름은 일반적으로 비제어의 가열을 예방할 능력이 없다. 보통, 폴리머 세퍼레이터들은 열과 열적 반응의 영향하에서. 한 한계나 다른 한계에 낮추어지거나, 치수적으로 불안정하게 되어, 그들은 전지의 반응성 화학작용의 활동을 사실상 감소하거나 폐쇄하지 않는다.In order to control overheating under misuse, it has been conceived that thermally activated separators have been developed for insertion between the cathode and the anode. The microporous sheet is deformed so as to exhibit a low resistance at a normal operating temperature but cannot be reversed to a product having a high resistance at high temperatures, while maintaining its dimensional integrity, the microporous sheet may function as a heat activated separator. I have also thought. For example, Lundquist and others US Pat. No. 4,650,730 describe several layers of microporous sheets useful as battery separators having at least two layers with different transition temperatures for the formation of a substantially nonporous sheet at elevated temperatures. Doing. Microporous polymer films currently employed as separators in lithium batteries generally do not have the ability to prevent uncontrolled heating. Usually, polymer separators are under the influence of heat and thermal reactions. Lowered to one limit or another, or dimensionally unstable, they do not substantially reduce or close the activity of the cell's reactive chemistry.

리튬 축전지에 있어서의 내부 안전장치로서 잘 기능하는 세퍼레이터를 위하여, 저융점 성분에 대한 100℃에 가까운 용융점, 바람직하게 리튬의 용융점 이상의 고차원 안정성 온도, 및 수도의 섭씨온도의 증대를 가진 양의 적어도 셋의 상태의 임피던스 증대에 상승시키는, 높은 도수 및 속도의 폐쇄,의 특성을 가져야 한다고 라맨 및 그외는Electorchem. Soc.,1993, 140, L51 to L53에 제창하여 왔다. 이들 특성을 단일 세파레이터에서 달성하는 것은 어려우며 상이한 세퍼레이터를 조합함에 의하여 모든 이들 특성을 획득하는 것을 더 용이하게 성취할 수 있다고 그들은 기재하고 있다. 특히 축전지에 요구되는 세퍼레이터의 표면적이 매우 큰 경우, 상이한 폴리머세퍼레이터들의 조합을 사용하여, 전기활성물질 이용가능한 용적을 감소시킬 뿐 아니라. 축전지를 생성하는 비용을 매우 증대시킴으로서, 전지의 비용량을 감소시키는 것이다.For separators that function well as internal safety devices in lithium batteries, at least three of the amount having a melting point close to 100 ° C. for the low melting point component, preferably a high dimensional stability temperature above the melting point of lithium, and an increase in Celsius temperature of the water Increasing the impedance increase in the state of the state, it must have the characteristics of high frequency and closing speed, Raman and others Electorchem . Soc., 1993, 140, L51 to L53. It is difficult to achieve these properties in a single separator and they describe that it is easier to achieve all these properties by combining different separators. Particularly where the surface area of the separator required for the battery is very large, a combination of different polymer separators can be used to not only reduce the available volume of the electroactive material. By greatly increasing the cost of producing a storage battery, the specific capacity of the battery is reduced.

축전지 세퍼레이터로서의 종래의 폴리머 필름의 안전단점을 극복하기 위하여, 일 접근방법은, 폴리머 필름에 대한 고온에서 용해하므로 열 용선 재료가 용해하여 미공성 폴리머필름의 다공성을 역전할 수 없게 감소시킴으르써, 축전지에 있어서의 전기화학 반응을 방해하는 열 용선 재료를 부가하여 왔다. 예를 들어, 타스키어 및 그외에의 미극특허 제 4,973,532 호는, 소정의 기하학적 배열로 다공성 기판에 점착시킨 열 용선 재료가 있는 축전지 세퍼레이터를 기술하고 있다.In order to overcome the safety disadvantages of conventional polymer films as battery separators, one approach is to dissolve at high temperatures to the polymer film so that the hot molten iron material dissolves, making the porosity of the microporous polymer film irreversible. Thermal molten iron material which interferes with the electrochemical reaction in a storage battery has been added. For example, Taskier and others, U. S. Patent No. 4,973, 532, describe a storage battery separator having a hot melt material adhered to a porous substrate in a predetermined geometric arrangement.

안전보호를 제공할 축전지 세퍼레이터 재료의 용해 변형에 대한 대체로서, 전해질 배합에 있어서의 온도유기의 변화를 생각해 왔다. 예를 들어, 댄 및 그외에의 미국특허 제 5,506,068 호는 100℃를 초과하는 온도에서 신속히 중합하여 전지의 내부 고유항성을 증대시키게 되어 전지의 작용을 안전하게 종료하게 하는 용매를 함유하는 액체 전해질 용액을 기술하고 있다. 이 유리한 결과는 이산화망간 토대의 음극과 특정 리튬토대의 이온염에 직면하여 용매로서 1,3-디옥솔란으로 관측되었을 뿐이라고 기재하고 있으며 전해질, 용매, 및 염의 타의 조합이 같은 결과를 생성할 수도 있음을 생각할 수 있다고 착상하였다. 리거 및 그외에의 미국특허 제 4,952,330 호는 40 내지 53 체적 퍼센트의 시클릭 에테르의 중합가능 성분을 함유하는, 바람직하게 1,3-디옥솔란이 시클릭 에테르인 유기 전해질을, 부량 상태의 특정 종류에 놓이는 경우 전지의 내부 쇼트를 효과적으로 방지하게 된다고 기술하고 있다.As a replacement for the dissolution deformation of the battery separator material that will provide safety protection, changes in temperature organics in the electrolyte formulation have been considered. For example, Dan and others, US Pat. No. 5,506,068, disclose a liquid electrolyte solution containing a solvent that polymerizes rapidly at temperatures in excess of 100 ° C. to increase the internal resistance of the cell and thereby safely terminate the operation of the cell. It is describing. This advantageous result states that it was only observed as 1,3-dioxolane as a solvent in the face of a negative electrode of manganese dioxide and an ionic salt of certain lithium bases, and that other combinations of electrolytes, solvents, and salts may produce the same results. I thought that I could think. Liger and others US Pat. No. 4,952,330 discloses organic electrolytes containing from 40 to 53 volume percent of polymerizable components of cyclic ethers, preferably 1,3-dioxolane is a cyclic ether, in a particular class of When placed at, it effectively prevents the internal short of the battery.

안전보호를 제공할 전해질의 용매에 의한 온도유기 효과 외에, 중합하거나 용해하여 축전지의 내부 고유저항을 증대시키는 전해질함유 첨가제 등을 안전보호를 위해 이용해 왔다. 예를 들어, 마오의 유럽특허출원 제 759,641 호는, 최대 작용 전압보다 큰 배터리 전압에서 첨가제의 중합에 의한 과충전 중 축전지를 보호하게 리튬 삽입 화합물 음극을 가진 리튬 양극토대의 축전지의 액체 전해질에 대한, 비페닐 또는 타의 방향족 첨가제 따위의 모노머 첨가제의 첨가를 기술하고 있다. 또한, 예를 들어, 지 및 그외에의 미국특허 제 5,534,365 호는 고체 전해질의 임피던스를 증대시킴에 의하여 안전을 보호하게 80℃ 내지 120℃의 범위의 온도에서 용해하게 고체 폴리머 전해질에 있어서의 불활성 융해가능 재료의 분산 입자들의 사용을 기술하고 있다.In addition to the temperature organic effect by the solvent of the electrolyte to provide safety protection, an electrolyte-containing additive or the like which is polymerized or dissolved to increase the internal resistivity of the battery has been used for safety protection. For example, Mao's European Patent Application No. 759,641 relates to a liquid electrolyte of a lithium positive electrode based battery with a lithium insertion compound negative electrode to protect the battery during overcharging by the polymerization of an additive at a battery voltage greater than the maximum working voltage. The addition of monomeric additives such as biphenyl or other aromatic additives is described. In addition, for example, US Pat. No. 5,534,365 to paper and others discloses inert melting in solid polymer electrolytes to dissolve at temperatures in the range of 80 ° C to 120 ° C to protect safety by increasing the impedance of the solid electrolyte. The use of dispersed particles of possible materials is described.

축전지의 안전보호에 대한 또 다른 온도유기의 접근방법은, 특정온도에 도달하는 경우, 축전지를 불활성화시키는, 중독제를 해방하는 것이다. 예를 들어, 프리츠에의 미국특허 제 4,075,400 호는 축전지에 대한 가열과 과부하 보호를 제공하게 소정의 융해점에서 캡슐피복체가 용해하는 캡슐피복의 축전지 중독제를 기술하고 있다. 가와나미에의 미국특허 제 5,714,277 호는 70-150℃의 온도 범위에서 용해하며 마이크로캡슐이 용해하는 경우 방전되는 화학물질을 함유하는 마이크로캡슐들로 이루어지는 전해질 용액이나 세퍼레이터를 기술하고 있다. 그 화학물질은 중합 개시제, 히드록실 기를 가지는 화합물, 산, 가교제, 또는 난연제일 수도 있다. 마이크로캡슐은 모노머, 올리고머, 또는 폴리머를 임의로 함유하여도 좋다. 섈로너 및 그외에의 미국특허 제 5,580,680 호는 상승온도에서 전해질의 용매 성분의 중합을 시작하는 것이 가능한 일 이상의 기폭제를 포함하는 고체 전해질을 기술하고 있다. 마이크로캡슐은 적당한 상태에서 전해질에의 기폭제의 제어를 해방시키는 데 시용될 수 있다.Another temperature organic approach to battery safety protection is to free the poisoning agent, which deactivates the battery when a certain temperature is reached. For example, U.S. Patent No. 4,075,400 to Fritz describes a capacitive battery poisoning agent of capsule coating in which the capsule coating dissolves at a predetermined melting point to provide heating and overload protection for the battery. U.S. Pat.No. 5,714,277 to Kawanamie describes an electrolyte solution or separator consisting of microcapsules containing chemicals that dissolve in the temperature range of 70-150 ° C. and are discharged when the microcapsules dissolve. The chemical may be a polymerization initiator, a compound having a hydroxyl group, an acid, a crosslinking agent, or a flame retardant. Microcapsules may optionally contain monomers, oligomers, or polymers. Huehner and elsewhere U. S. Patent No. 5,580, 680 discloses a solid electrolyte comprising at least one initiator capable of initiating the polymerization of the solvent component of the electrolyte at elevated temperatures. Microcapsules can be used to release control of the initiator to the electrolyte under appropriate conditions.

만약 전해질이 특정한 개시온도에 전해질로서 기능하게 되고, 다음, 점성과 내부 고유저항의 증대 따위의 신속하고 역전불가능한 변형을 전해질이 경험하여 전해질의 이온 도전성를 감소시킴으로써, 예를 들어 과열과 열폭주를 안전하게 예방하며, 예를 들어, 축전지의 작용을 안전하게 종료하는 따위의, 축전지에 대한 안전의 증대을 제공하는 축전지의 고안, 특히 이차 리튬 축전지의 기술에 유리할 것이다If the electrolyte is to function as an electrolyte at a specific initiation temperature, then the electrolyte experiences a rapid and irreversible deformation such as an increase in viscosity and internal resistivity, thereby reducing the electrolyte's ionic conductivity, e.g. overheating and thermal runaway. It would be advantageous for the design of accumulators, in particular the technology of secondary lithium accumulators, to prevent, for example, to provide an increased safety for the accumulator, such as to safely terminate the action of the accumulator.

본 출원은 1998. 6. 8의 미국출원 SN 09/093,528의 우선권을 주장한다.This application claims the priority of US application SN 09 / 093,528 on June 8, 1998.

본 발명은 일반적으로 비수계 전해질 및 전류생성 전지의 분야에 관한 것이다. 더 상세하게, 본 발명은 (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온 염들; 및 (c) 다관능 모노머로 이루어지는 비수계 전해질에 관한 것이다. 다관능 빈응성 모노머는 비수계 전해질에 통합되는 경우, 상승된 온도에서 신속하게 중합함에 의하여 전류생성 전지의 안전을 향상시켜 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키게 된다. 본 발명은 또한 상기 비수계 전해질, 상기 비수계 전해질과 전류생성 전지의 제조방법 및 전류생성 전지의 안전을 증대시키는 방법에 관한 것이다.The present invention generally relates to the field of non-aqueous electrolytes and current generating cells. More specifically, the present invention provides a composition comprising (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a non-aqueous electrolyte composed of a polyfunctional monomer. When incorporated into the non-aqueous electrolyte, the polyfunctional poorly reactive monomer improves the safety of the current generating cell by rapidly polymerizing at an elevated temperature, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. The present invention also relates to a method for producing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte and the current generating battery, and a method for increasing the safety of the current generating battery.

도 1은 실시예 2에 기술한 바와 같이, 제어 전지와 전해질에 DVETEG를 함유하는 전지들에 대한 사이클수 대 비용량을 보인다.FIG. 1 shows the cycle vs. specific capacity for control cells and batteries containing DVETEG in the electrolyte, as described in Example 2. FIG.

도 2는 실시예 2에 기술한 바와 같이, 제어전지에 대한 130℃ 홋 박스 안전시험 데이터를 보인다.2 shows 130 ° C. hot box safety test data for a control cell, as described in Example 2. FIG.

도 3은 실시예 2에 기술한 바와 같이, DVETEG를 함유하는 전해질을 가진 전지에 대한 130℃ 홋 박스 안전시험 데이터를 보인다.FIG. 3 shows 130 ° C. hot box safety test data for a cell with an electrolyte containing DVETEG, as described in Example 2. FIG.

(발명의개요)Overview of the Invention

본 발명의 일 양상은, 전류생성 전지에 사용하는 비수계 전해질에 관한 것으로, 그 전해질은 점성과 내부고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및 (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머로 이루어지며, 그 다관능 모노머는 상기 일 이상의 용매에 용해되기 쉽고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 다관능 모노머가 신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시킨다. 이 중합은 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키어 전지의 안전을 증대시킨다. 일 실시양태에 있어서는, 개시온도에서의 전해질의 신속한 중합에 있어, 전해질의 점성과 내부 고유저항이 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료함에 충분한 정도로 증대한다.One aspect of the present invention relates to a non-aqueous electrolyte for use in a current generating battery, the electrolyte having a viscosity and an internal specific resistance, (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a polyfunctional monomer containing at least one unsaturated aliphatic reactive quotient per molecule, the polyfunctional monomer being easily soluble in the at least one solvent and being multifunctional when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C. By rapidly polymerizing the monomer, the viscosity and internal specific resistance of the electrolyte are increased. This polymerization increases the viscosity and internal resistivity of the electrolyte, thereby increasing the safety of the battery. In one embodiment, in the rapid polymerization of the electrolyte at the onset temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increase to an extent sufficient to safely terminate the current generating action of the battery.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질의 다관능 모노머의 반응성 몫은 비닐(CH2=CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-), 비닐 에테르(CH2=CH-O-), 알릴 에테르 (CH2= CH-CH2-O-), 알릴 에스테르(CH2=CH-CH2-C(O)-O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-), 메타크릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및 크로톡실(CH3-CH=C(CH2)-C(O)-)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.In one embodiment, the reactive portion of the multifunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the present invention is vinyl (CH 2 = CH-), allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), vinyl ether (CH 2 = CH-O Allyl ether (CH 2 = CH-CH 2 -O-), allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH) -), Acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH- ), Methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), methacrylate (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O) -0-), and crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 2 ) -C (O)-).

일 실시양태에 있어서, 다관능 모노머는 다관능 비닐 에테르 모노머, 바람직하게 디비닐 에테르 모노머들, 트리비닐 에테르 모노머들, 및 테트라비닐 에테르 모노머들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 비닐 에테르 모노머이다. 더 우선하는 실시양태에 있어서, 다관능 모노머는 디비닐 에테르 모노머이다. 가장 우선하는 실시양태에 있어서, 디비닐 에테르 모노머는 에틸렌 글리콜의 디비닐 에테르, 디에틸렌 글리콜의 디비닐 에테르, 트리에틸렌 글리콜의 디비닐 에테르, 테트라에틸렌 클리콜의 디비닐 에테르, 1,4-부탄디올의 디비닐 에테르, 및 1,4-시클로헥산메탄올의 디비닐 에테르로 이루어지는 군으로부터 선택된다.In one embodiment, the polyfunctional monomer is a vinyl ether monomer selected from the group consisting of polyfunctional vinyl ether monomers, preferably divinyl ether monomers, trivinyl ether monomers, and tetravinyl ether monomers. In a more preferred embodiment, the polyfunctional monomer is a divinyl ether monomer. In the most preferred embodiment, the divinyl ether monomers are divinyl ether of ethylene glycol, divinyl ether of diethylene glycol, divinyl ether of triethylene glycol, divinyl ether of tetraethylene glycol, 1,4-butanediol Divinyl ether and divinyl ether of 1,4-cyclohexanemethanol.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 액체 전해질들, 겔 폴리머 전해질들, 및 고체 폴리머 전해질들로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 우선의 실시양태에 있어서, 전해질은 액체 전해질이다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention is selected from the group consisting of liquid electrolytes, gel polymer electrolytes, and solid polymer electrolytes. In a preferred embodiment, the electrolyte is a liquid electrolyte.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질의 일 이상의 용매는 N-메틸 아세트아미드, 아세토니트릴, 유기 카보네이트들, 설포레인들, 설폰들, N-알킬 피롤리돈들, 디옥소레인들, 글림들, 실록산들 및 크실렌들로 이루어지는 군으로부터 선택된 용매를 함유한다.In one embodiment, the at least one solvent of the non-aqueous electrolyte of the present invention is N-methyl acetamide, acetonitrile, organic carbonates, sulfolanes, sulfones, N-alkyl pyrrolidones, dioxorenes And a solvent selected from the group consisting of glymes, siloxanes and xylenes.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질의 일 이상의 이온염들은 리튬염을 함유한다.In one embodiment, one or more ionic salts of the non-aqueous electrolyte of the present invention contain lithium salts.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질 중의 일 이상의 용매의 조합 총중량에 대한 문제의 다관능 모노머들의 조합 총중량의 중량비는 0.01:1 내지 0.25:1의 범위이다. 우선의 실시양태에 있어서, 중량비는 0.02:1 내지 0.15:1의 범위이며, 더 바람직하기는, 0.02:1 내지 0.1:1의 범위이다.In one embodiment, the weight ratio of the combined total weight of the multifunctional monomers in question to the combined total weight of one or more solvents in the non-aqueous electrolyte of the invention ranges from 0.01: 1 to 0.25: 1. In a preferred embodiment, the weight ratio is in the range of 0.02: 1 to 0.15: 1, more preferably in the range of 0.02: 1 to 0.1: 1.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가진 단관능 모노머를 또한 함유하고, 그 단관능 모노머는 전해질의 일 시상의 용매에 용해될 수 있으며, 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 다관능 모노머와 신속히 반응한다. 우선의 실시양태에 있어서, 단관능 모노머는 1-부타놀의 비닐 에테르, 2-에틸헥사놀의 비닐 에테르, 및 시클로헥사놀의 비닐 에테르로 이루어지는 군으로부터 선택된 비닐 에테르이다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention also contains a monofunctional monomer having one unsaturated aliphatic reactive quotient per molecule, the monofunctional monomer can be dissolved in one solvent of the electrolyte, When heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, it reacts rapidly with the polyfunctional monomer. In a preferred embodiment, the monofunctional monomer is a vinyl ether selected from the group consisting of vinyl ethers of 1-butanol, vinyl ethers of 2-ethylhexanol, and vinyl ethers of cyclohexanol.

일 실시양태에 있어서, 일 이상의 용매들과 문제의 다관능 모노머들의 조합 총중량에 대한 문제의 단관능 모노머들의 조합 총중량의 중량비는 0.005:1 내지 0.2:1의 범위이다. 우선의 실시양태에 있어서, 그 중량비는 0.01:1 내지 0.1:1의 범위이다.In one embodiment, the weight ratio of the combined total weight of the monofunctional monomers in question to the combined total weight of the one or more solvents and the polyfunctional monomers in question ranges from 0.005: 1 to 0.2: 1. In a preferred embodiment, the weight ratio is in the range of 0.01: 1 to 0.1: 1.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 다관능 모노머의 중합속도를 증대시킬 중합개시제를 또한 함유한다. 우선의 실시양태에 있어서, 그 중합개시제는 양이온 중합개시제를 함유한다. 더 우선하는 실시양태에 있어서, 중합개시제는 리튬 이온을 함유한다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention also contains a polymerization initiator that will increase the rate of polymerization of the multifunctional monomer. In a preferred embodiment, the polymerization initiator contains a cationic polymerization initiator. In a more preferred embodiment, the polymerization initiator contains lithium ions.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 다관능 모노머의 중합속도를 감소시킬 중합억제제를 또한 함유한다. 우선의 실시양태에 있어서, 중합 억제제는 제삼 아민이다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention also contains a polymerization inhibitor that will reduce the polymerization rate of the multifunctional monomer. In a preferred embodiment, the polymerization inhibitor is a tertiary amine.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 고체의 다공성 세퍼레이터를 또한 함유한다. 일 실시양태에 있어서, 그 고체의 다공성 세퍼레이터는 다공성 폴리올레핀 세퍼레이터이다. 일 실시양태에 있어서, 고체의 다공성 세퍼레이터는 미공성 의사 베마이트 층을 함유한다. 일 실시양태에 있어서, 비수계 전해질의 고체의 다공성 세퍼레이터는 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키게 다관능 모노머의 중합이 신속히 일어나는 온도인 가장 낮은 온도 100℃ 이상인 온도에서 용해되지는 않는다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention also contains a solid porous separator. In one embodiment, the solid porous separator of the solid is a porous polyolefin separator. In one embodiment, the solid porous separator contains a microporous pseudo boehmite layer. In one embodiment, the porous porous separator of the non-aqueous electrolyte does not dissolve at temperatures above 100 ° C., the lowest temperature at which polymerization of the polyfunctional monomer occurs rapidly to increase the viscosity and internal resistivity of the electrolyte.

일 실시양태에 있어서, 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 만약, 72 시간동안 60℃의 온도에 유지되면 중합하지는 않는다. 일 시시양태에 있어서,전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 만약 72 시간 동안 80℃의 온도에 유지되면 중합하지는 않는다.In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the cell does not polymerize if maintained at a temperature of 60 ° C. for 72 hours. In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the cell does not polymerize if maintained at a temperature of 80 ° C. for 72 hours.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 만약 100℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 110℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 120℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 130℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 150℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질 중의 다관능 모노머는 170℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다.In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the cell of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 100 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the cell of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 110 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 120 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 130 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention does not rapidly polymerize at temperatures below 150 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 170 ° C.

본 발명의 또 다른 양상은, 전류생성 전지에 사용하는 전해질을 조제하는 방법에 관한 것으로, 전해질은 점성과 내부 고정저항을 가지고, 그 방법은 (a) 일 이상의 용매들과; 일 이상의 이온염들; 및 다관능 모노머가 100℃이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는, 상기 일 이상의 용매들에 용해할 수 있는, 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응 몫을 함유하는 다관능 폴리머를 조제하며; (b) 고체의 다공성 세퍼레이터들, 이온 도전성 폴리머들, 및 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가진 다관능 모노머들로 이루어지는 군으로부터 선택된 상기 용액을 타의 재료들과 임으로조합하는 단계들을 함유한다. 다관능 모노머는 100℃이상의 개시온도에 전해질이 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키어 전지의 안전을 증대시키는 것이다.Another aspect of the invention relates to a method for preparing an electrolyte for use in a current generating cell, wherein the electrolyte has viscosity and internal fixed resistance, the method comprising: (a) one or more solvents; One or more ionic salts; And a portion of two or more unsaturated aliphatic reactions per molecule, soluble in one or more solvents, which polymerizes rapidly when the polyfunctional monomer is heated to an onset temperature of at least 100 ° C., thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. Preparing a multifunctional polymer; (b) optionally combining said solution selected from the group consisting of solid porous separators, ion conductive polymers, and polyfunctional monomers with one unsaturated aliphatic reactive share per molecule. The polyfunctional monomer is to rapidly polymerize when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or more, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte and increasing the safety of the battery.

본 발명의 아직 또 하나의 양상은 (ⅰ) 음극과, (ⅱ) 양극, 및 (ⅲ) 상기 음극과 상기 양극 간에 넣은 비수계 전해질을 함유하는 전류생성 전지에 관한 것으로, 상기 전해질은 점성과 내부 고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및 (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하며, 일 이상의 용매에 용해될 수 있고, 100℃ 이상의 개시온도에 전해질이 가열되는 경우 신속히 중합함으로써 진해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 다관능 모노머를 함유하는 것이다. 다관능 모노머의 신속한 중합에 있어, 비수계 전해질의 점성괴 내부 고유저항을 증대시킴으로써, 전지의 안전을 증대시키는 것이다.Yet another aspect of the invention relates to a current generating cell comprising (i) a negative electrode, (ii) a positive electrode, and (iii) a non-aqueous electrolyte sandwiched between the negative electrode and the positive electrode, wherein the electrolyte is viscous and internal. Has a resistivity, and (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) more than one unsaturated aliphatic reactivity share per molecule, which can be dissolved in one or more solvents and rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the solution. It contains a functional monomer. In the rapid polymerization of the polyfunctional monomer, the safety of the battery is increased by increasing the internal resistivity of the viscous mass of the non-aqueous electrolyte.

일 실시양태에 있어서, 개시온도에서의 전해질의 신속한 중합에 있어, 전해질의 점성과 내부 고유저항은 전지의 전류발생 작용을 안전하게 종료하기에 충분한 수준에 중대한다.In one embodiment, for rapid polymerization of the electrolyte at initiation temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte is critical to a level sufficient to safely terminate the current-generating action of the cell.

일 실시양태에 있어서, 전류생성 전지는 이차 축전지이다.In one embodiment, the current generating cell is a secondary storage battery.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 음극은 전기활성 천이금속 칼코겐화물을 함유한다. 또 다른 실시양태에 있어서, 그 음극은 전기활성 도전성 폴리머를 함휴한다. 또 다른 실시양태에 있어서, 그 음극은 황함유 재료를 함유한다. 일 실양태에 있어서, 음극의 전기활성 황함유 재료는 원소황을 함유한다. 일 실시양태에 있어서, 음극은 그의 산화상태에서 이황화기를 함유하는 전기활성 황함유재료를 함유한다.In one embodiment, the negative electrode of the cell of the invention contains an electroactive transition metal chalcogenide. In another embodiment, the cathode contains an electroactive conductive polymer. In another embodiment, the cathode contains a sulfur containing material. In one embodiment, the electroactive sulfur-containing material of the cathode contains elemental sulfur. In one embodiment, the cathode contains an electroactive sulfur containing material containing disulfide groups in its oxidation state.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 음극은, 전기활성 황함유 재료가 그의 산화상태에서 식 -Sm-, 다만 m은 3과 같거나 보다 큰 정수이고, 바람직하게 m은 3에서 10까지의 정수이며 더 바람직하게 m은 6에서 10가지의 정수,의 폴리황화물 몫을 함유하는, 전기활성 황함유 재료를 함유한다. 가장 우선하는 실시양태에 있어서, 전기활성 황함유 음극 재료는 탄소-황 폴리머이다. 일 실시양태에 있어서, 전기활성 황함유 음극 재료는, 폴리머 백본 체인 상의 사이드 그룹에 관한 일 이상의 그들의 터미널 황원자에 의해 공유결합된, 상기 설명과 같이 그들의 -Sm- 기를 가진 탄소-황 폴리머 재료와; 그들의 터미널 황원자의 공유결합에 의해 폴리머 백본 체인에, 상기 설명과 같이, 통합된 그들의 -Sm- 기를 가진 탄소-황 폴리머 재료; 및 탄소-황 풀리머 재료 중의 황 75 중량퍼센트 보다 큰 탄소-황 폴리머 재료로 이루어지는 군으로부터 선택된 탄소-황 폴리머를 함유한다.In one embodiment, the negative electrode of the cell of the present invention is characterized in that, in the oxidation state of the electroactive sulfur-containing material, the formula -S m- , where m is an integer greater than or equal to 3, preferably m is from 3 to 10. And more preferably m contains an electroactive sulfur-containing material, containing a polysulfide quotient of 6 to 10 integers. In the most preferred embodiment, the electroactive sulfur containing negative electrode material is a carbon-sulfur polymer. In one embodiment, the electroactive sulfur-containing anode material comprises a carbon-sulfur polymer material having their -S m -groups as described above covalently bonded by one or more of their terminal sulfur atoms relative to the side groups on the polymer backbone chain. ; Carbon-sulfur polymer materials having their -S m -groups incorporated into the polymer backbone chain by covalent bonding of their terminal sulfur atoms, as described above; And a carbon-sulfur polymer selected from the group consisting of carbon-sulfur polymer materials greater than 75 weight percent sulfur in the carbon-sulfur primer material.

일 실시양태에 있어서, 전지의 양극은 리튬금속, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-주석 합금, 리튬-삽입의 탄소, 및 리튬-삽입의 흑연으로 이루어지는 군으로부터 선택된 일 이상의 재료를 함유한다.In one embodiment, the positive electrode of the cell contains at least one material selected from the group consisting of lithium metal, lithium-aluminum alloy, lithium-tin alloy, lithium-inserted carbon, and lithium-inserted graphite.

본 발명의 아직 또 하나의 양상은, 전류생성 전지의 형성방법에 관한 것으로, 그 방법은 (ⅰ) 음극을 마련하고; (ⅱ)양극을 마련하며; 또, (ⅲ) 양극과 음극 간에 비수 전해질을 삽입하는 단계들로 이루어지고, 상기 전해질은 점성과 내부의 고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및 (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머를 함유하며, 그 다관능 모노머는 일 이상의 용매에 용해될 수 있고, 그 다기능 모노머는 100℃ 이상의 개시온도에 전해질이 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부의 고유저항을 증대시키는 것이다.Yet another aspect of the present invention relates to a method of forming a current generating battery, the method comprising (i) providing a negative electrode; (Ii) to prepare an anode; In addition, (i) a step of inserting a nonaqueous electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, the electrolyte has a viscosity and internal resistivity, (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a polyfunctional monomer containing at least two unsaturated aliphatic reactive shares per molecule, the polyfunctional monomer being soluble in one or more solvents, wherein the multifunctional monomer is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher. In the case of rapid polymerization, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte are increased.

본 발명의 또 하나의 양상은, (ⅰ) 점성과 내부의 고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및, (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하고, 일 이상의 용매에 용해될 수 있으며, 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부의 고유저항을 증대시키는, 다기능 모노머를 함유하는 비수계 전해질을 마련하며; 또, (ⅱ) 음극과 양극 간에 상기 전해질을 삽입함에 의하여 전류생성 전지 내에 상기 전해질을 통합하는 단계들로 이루어지는, 전류생성 전지의 안전을 증대시키는 방법에 관한 것이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도에서의 전해질의 신속한 중합에 있어, 그 전해질의 점성과 내부의 고유저항은 전지의 전류생성 작용을 안잔하게 종료하기에 충분한 수준에 증대시킨다.Another aspect of the invention is that (i) has viscosity and internal resistivity, (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) more than one unsaturated aliphatic reactive portion per molecule, which can be dissolved in one or more solvents, and rapidly polymerizes when heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. Providing a non-aqueous electrolyte containing a multifunctional monomer; Further, (ii) a method of increasing the safety of a current generating cell, comprising the steps of integrating the electrolyte into the current generating cell by inserting the electrolyte between a negative electrode and a positive electrode. In one embodiment, in the rapid polymerization of an electrolyte at initiation temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increase to a level sufficient to gently terminate the current-generation action of the cell.

추가의 우선 실시양태들을 이하에 기술한다. 기술에 숙련한 이에 의해 평가되게 될 것인 바, 본 발명의 실시양태의 일 양상의 특징은 본 발명의 타의 양상이나 실시양태에 또한 적용할 수 있다.Further preferred embodiments are described below. As will be appreciated by those skilled in the art, the features of one aspect of an embodiment of the invention may also apply to other aspects or embodiments of the invention.

(발명의상세한설명)(Detailed Description of the Invention)

비수계 전해질들Non-Aqueous Electrolytes

본 발명의 일 양상은 전류생성 전지에 사용하는 비수계 전해질에 관한 것으로, 그 전해질은 점성과 내부고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및 (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머로 이루어지며, 그 다관능 모노머는 상기 일 이상의 용매에 용해되기 쉽고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 다관능 모노머가 신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시킨다. 이 중합은 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키어 전지의 안전을 증대시킨다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도에서의 전해질의 신속한 중합에 있어, 전해질의 점성과 내부 고유저항은 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료함에 충분한 수준에 증대한다.One aspect of the present invention relates to a non-aqueous electrolyte for use in a current generating battery, the electrolyte having a viscosity and internal resistance, (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a polyfunctional monomer containing at least one unsaturated aliphatic reactive quotient per molecule, the polyfunctional monomer being easily soluble in the at least one solvent and being multifunctional when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C. By rapidly polymerizing the monomer, the viscosity and internal specific resistance of the electrolyte are increased. This polymerization increases the viscosity and internal resistivity of the electrolyte, thereby increasing the safety of the battery. In one embodiment, in the rapid polymerization of the electrolyte at initiation temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increases to a level sufficient to safely terminate the current generating action of the cell.

본 발명의 비수계 전해질에 있어서의 중합 다관능 모노머의 존재에 의해 마련되는 안전보호는, 전류생성 전지에 있어서의 비수계 전해질 배합의, 음극 활성 재료와 고체 합성 음극의, 그리고 양극의, 광대한 조합으로의 사용에 적합하다. 본 발명의 비수계 전해질 등은 전해조들, 일차 축전지들, 재충전가능 축전지들, 연료전지들, 및 가타 등등, 고 에너지 밀도를 필요로 하며, 특히, 전기활성 황함유 음극을 활용하는 그런 것들에의 사용에 특히 우선된다.Safety protection provided by the presence of the polymerized polyfunctional monomer in the non-aqueous electrolyte of the present invention is extensive in the case of the negative active material, the solid synthetic negative electrode, and the positive electrode of the non-aqueous electrolyte mixture in the current generating battery. Suitable for use in combination. The non-aqueous electrolyte and the like of the present invention require high energy density, such as electrolyzers, primary batteries, rechargeable batteries, fuel cells, and others, and the like, in particular to those utilizing an electroactive sulfur-containing cathode. It is particularly preferred for use.

다관능 모노머들Polyfunctional monomers

여기에 사용된 바와 같은, 용어 "다관능 모노머"는, 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 소유하는 저분자량(전형적으로 약 6000 이하)의 분자에 속한다.As used herein, the term "polyfunctional monomer" belongs to a molecule of low molecular weight (typically about 6000 or less) that possesses more than one unsaturated aliphatic reactive share per molecule.

여기에 사용된 바와 같은, 용어 "다관능 모노머"는, 보다 큰 분자의 부분으로서, 또 다른 분자 상의 유사하거나 상이한 반응성 몫과 반응할 수 있어 고분자량의 생성물 분자를 형성하게 되는, 이 이상의 원자를 함유하는 화학적 몫에 속한다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "지방족 반응성 몫"은, 분자가 실온에서 순수한 상태로 존재하는 때에 직선 또는 분기되며 자신이 시클릭도 분자의 시클릭 몫의 부분도 아닌, 이 이상의 원자를 함유하는, 반응성 몫에 속한다. 여기에 사용된 바와 같은 , 용어 "불포화 지방족 반응성 몫"은, 예를 들어, 탄소-탄소 이중결합이나 비닐 에테르 중의 불포화 비닐기 따위의 반응성 이중결합을 함유하는 지방족 반응성 몫에 속한다.As used herein, the term “polyfunctional monomer” refers to more than one atom, as part of a larger molecule, that can react with similar or different reactive shares on another molecule to form a high molecular weight product molecule. It belongs to the chemical share it contains. As used herein, the term "aliphatic reactive quotient" refers to straight or branched when the molecule is in a pure state at room temperature and contains two or more atoms which are neither cyclic nor part of the cyclic quotient of the molecule. Belongs to the reactive share. As used herein, the term "unsaturated aliphatic reactive quotient" belongs to aliphatic reactive quotients containing reactive double bonds, such as, for example, carbon-carbon double bonds or unsaturated vinyl groups in vinyl ethers.

예를 들면, 가령 에틸렌 글리콜(즉, CH2=CHOCH2CH2OCH=CH2)의 디비닐 에테르 따위의 디비닐 에테르는, 각 분자가, 제 2 분자의 또 다른 비닐 에테르 몫이나 또 다른 형식의 반응성 몫과 반응할 수 있어 고분자량의 분자를 형성하게 되는 둘의 불포화 지방족 반응성 몫(즉, -CH=CH2)을 가지고 있으므로, 다관능 모노머의 예이다. 이에 비해, 예를 들어, 가령 1-부타놀의 비닐 에테르 따위의 비닐 에테르는, 비록 반응성 몫을 통해 고분자량의 분자에 중합될 수 있을지라도, 분자마다, 단일 비닐 몫인 단지 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가지고 있으므로, 다관능 모노머가 아니다. 또한 이에 비해, 가령, 1,3-디옥솔란은, 비록 어떤 상태하에서 중합할 수 있어 고분자량의 분자를 형성하게 될지라도, 1,3-디옥솔란은 불포화 지방족 반응성 몫을 가지고 있지 않아 아세트 결합이, 그의 시클릭 기능의 몫의 고리 개방 기구를 통해 중합하므로, 다관능 모노머가 아니다.For example, divinyl ethers, such as divinyl ethers of ethylene glycol (i.e., CH 2 = CHOCH 2 CH 2 OCH = CH 2 ), each molecule may be another vinyl ether portion of the second molecule or another form. It is an example of a polyfunctional monomer because it has two unsaturated aliphatic reactive shares (ie -CH = CH 2 ) which can react with the reactive quotient of to form a high molecular weight molecule. In comparison, for example, vinyl ethers such as vinyl ethers of 1-butanol, for example, can be polymerized to molecules of high molecular weight via reactive quotient, but only one unsaturated aliphatic reactive quotient that is a single vinyl quotient per molecule. Since it has a, it is not a polyfunctional monomer. In addition, for example, 1,3-dioxolane, although it can polymerize under certain conditions to form a high molecular weight molecule, 1,3-dioxolane does not have an unsaturated aliphatic reactive portion, so that acet bonds Since it superposes | polymerizes through the ring opening mechanism of the share of the cyclic function, it is not a polyfunctional monomer.

적당한 불포화 지방족 반응성 몫들의 예들은 비닐(CH2=CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-), 비닐 에테르(CH2=CH-O-), 알릴 에테르 (CH2= CH-CH2-O-), 알릴 에스테르 (CH2=CH-CH2-C(O)-O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-), 메타크릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및 크로톡실(CH3-CH=C(CH2)-C(O)-), 몫들을 포함하나, 그에 한정되지는 않는다.Examples of suitable unsaturated aliphatic reactive moieties include vinyl (CH 2 = CH-), allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), vinyl ether (CH 2 = CH-O-), allyl ether (CH 2 = CH-CH). 2 -O-), allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH-), acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH-), methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), methacrylate (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O) -O-), and crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 2 ) -C (O )-), Including, but not limited to, shares.

본 발명의 비수계 전해질의 적당한 다관능 비닐 에테르 모노머들은 디비닐 에테르 모노머들, 트리비닐 에테르 모노머들, 및 테트라비닐 에테르 모노머들로 이루어지는 군으로부터 선택된 비닐 에테르들을 포함하나, 이들에 한정되지는 않는다. 우선의 실시양태에 있어서, 다관능 모노머는 디비닐 에태르 모노머이다.Suitable polyfunctional vinyl ether monomers of the non-aqueous electrolyte of the present invention include, but are not limited to, vinyl ethers selected from the group consisting of divinyl ether monomers, trivinyl ether monomers, and tetravinyl ether monomers. In a preferred embodiment, the polyfunctional monomer is a divinyl ether monomer.

적당한 디비닐 에테르 모노머들은, 예를 들어, 알칸 디올의 디비닐 에테르들과 폴리옥시알킬렌 디올들(즉, 폴리에틸렌 글리콜들 및 폴리프로필렌 글리콜들)의 디비닐 에테르들 따위의 지방족 디올들의 디비닐 에테르들을 포함하나, 그들에 한정되지는 않는다.Suitable divinyl ether monomers are, for example, divinyl ethers of aliphatic diols such as divinyl ethers of alkane diols and divinyl ethers of polyoxyalkylene diols (ie polyethylene glycols and polypropylene glycols). Include, but are not limited to.

알칸 디올의 디비닐 에테르들의 예들은 식 CH2=CH-O-(CH2)n-O-CH=CH2,다만, n은 2내지 12의 정수의 1,2-에탄디올(즉, 에틸렌 글리콜), 1.3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-비데칸디올, 및 1,12-도데칸디올의 디비닐 에테르들을 포함하나, 그들에 한정되지는 않는다.Examples of divinyl ethers of alkane diols are the formula CH 2 = CH-O- (CH 2 ) n -O-CH = CH 2 , provided that n is an integer of 2 to 12 1,2-ethanediol (ie ethylene Glycol), 1.3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1 Divinyl ethers of, 10-decanediol, 1,11-bidecanediol, and 1,12-dodecanediol.

폴리옥시알킬렌 디올의 적당한 디비닐 에테르 모노머들의 예들은 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 펜타에틸렌 글리콜, 헥사에틸렌 글리콜, 헵타에틸렌 글리콜, 옥타에틸렌 글리콜, 노나에틸렌 글리콜, 데카에틸렌 글리콜과, 또한 식 CH2=CH-O-(CH2CH2O)n-CH=CH2,다만, n은 2 내지 135(즉, 약 6000 미만의 분자량)의 정수,의 폴리알킬렌 글리콜들의 디비닐 에테르들을 포함하나, 그들에 한정되지는 않는다.Examples of suitable divinyl ether monomers of polyoxyalkylene diols include diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, heptaethylene glycol, octaethylene glycol, nonaethylene glycol, decaethylene glycol and And also the formula CH 2 ═CH—O— (CH 2 CH 2 O) n —CH═CH 2 , provided that n is an integer from 2 to 135 (ie less than about 6000 molecular weight) of the dialkylene polyalkylene glycols. Vinyl ethers, including but not limited to them.

가장 우선하는 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 디비닐 에테르의 에틸렌 글리콜, 디비닐 에테르의 디에틸렌 글리콜, 디비닐 에테르의 트리에틸렌 글리콜, 디비닐 에테르의 테트라에틸렌 글리콜, 디비닐 에테르의 1,4-부탄디올, 및 디비닐 에테르의 1,4-시클로헥산디메타놀로 이루어지는 근으로부터 선택된다.In the most preferred embodiment, the multifunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the present invention is selected from the group consisting of ethylene glycol of divinyl ether, diethylene glycol of divinyl ether, triethylene glycol of divinyl ether, tetraethylene glycol of divinyl ether, It is selected from the root which consists of 1, 4- butanediol of divinyl ether, and 1, 4- cyclohexanedimethanol of divinyl ether.

본 발명의 비수계 전해질의 다관능 모노머의 다관능 성질은, 그들의 중합반응중 그들에게 교차결합 반응을 거치게 하고, 전형적으로, 비수계 전해질에 용해하지 않는 삼차원 또는 망 구조를 형성하게 하여 더 겔화되거나 고체 상태를 신속히 산출한다. 특정한 원리로 결합되기를 바라지 않는 한, 다관능 모노머들의 교차결합 반응은 비교차결합 중합만으로 생기게 되는 것 보다 전해질의 점성을 더 신속히 형성시킨다고 믿어진다. 점성의 이러한 더 신속한 형성은, 전지의 과열과 열폭주를 안저하게 중화하기에, 그리고 신속한 중합이 충분한 속력과 양이 되게 선택되면, 신속한 중합을 개시한 고온에서 전류생성 전지의 작용을 폐쇄하기에 신속한 반응을 제공한다. 또한, 중합 중 교차결합 반응에 의하여 형성된 이 유효 점성은, 전해질에 활용될 중합가능 모노머의 저농도를 허용하게 되고, 정상작용하의 전해질의 전기화학 성능과 안정성을 모노머 첨가제가 방해하게 되는 가능성을 차례로 감소시키게 된다. 다관능 모노머들은, 지방족이든 환식이든, 그들 자신에 의하여는 교차결합 반응을 거치지 않으며, 고온에서의 전지의 작용의 폐쇄, 안정성과의 조합 및 모노머의 비교적 저농도에서의 정상작용 온도에서의 양호한 전기화학 기능성을 포함하는, 더 겔화되거나 고체의 상태에 대한 신속한 교차결합, 중합 모노머의 저농도에서의 신속한 점성 형성, 신속한 안전 반응의 이익을 제공하지 않는다.The multifunctional nature of the polyfunctional monomers of the non-aqueous electrolyte of the present invention allows them to undergo cross-linking reactions during their polymerization, and typically to gel further by forming three-dimensional or network structures that do not dissolve in the non-aqueous electrolyte. Calculate solid state quickly. Unless desired to be bound on a certain principle, it is believed that crosslinking reactions of polyfunctional monomers form the viscosity of the electrolyte more rapidly than only resulting from crosslinking polymerization. This more rapid formation of viscous stabilizes neutralizing the overheating and thermal runaway of the cell and, if the rapid polymerization is chosen to be of sufficient speed and amount, to close the action of the current generating cell at the high temperature that initiated the rapid polymerization. Provide a quick response. In addition, this effective viscosity formed by the crosslinking reaction during polymerization allows a low concentration of polymerizable monomer to be utilized in the electrolyte, which in turn reduces the possibility of monomer additives interfering with the electrochemical performance and stability of the electrolyte under normal action. Let's go. Polyfunctional monomers, whether aliphatic or cyclic, do not undergo crosslinking reactions by themselves, and are good at electrochemical closure at normal temperatures at relatively low concentrations of monomers, in combination with the stability of the cell at high temperatures, and in combination with stability. It does not provide the benefits of rapid crosslinking to a more gelled or solid state, rapid viscosity formation at low concentrations of polymerized monomers, including rapid safety reactions, including functionality.

본 발명의 비수계 잔해질의 다관능 모노머들은 본 발명의 비수계 전해질의 일 이상의 용매에 용해하기 쉽다. 이 가용성은, 바람직한 안전 보호를 마련함에 충분한 비수계 전해질 중의 일 이상의 용매에 대한 다관능 모노머들의 중량비의 본 발명의 비수계 전해질의 일 이상의 용매에 있어서의 일 이상의 다관능 모노머들의 완전한 용해 또는 혼화성에 의하여 결정된다.The polyfunctional monomers of the non-aqueous residue of the present invention are easily soluble in one or more solvents of the non-aqueous electrolyte of the present invention. This solubility is due to the complete dissolution or miscibility of one or more polyfunctional monomers in one or more solvents of the non-aqueous electrolyte of the present invention in a weight ratio of the polyfunctional monomers to one or more solvents in the non-aqueous electrolyte sufficient to provide the desired safety protection. Determined by

비록 다관능 모노머가, 단독인 경우나 비수계 전헤질의 용매들과 조합인 경우, 용매의 특성을 가질 수 있을지라도, 중량비 산정의 목적을 위하여는, 본 발명에 사용된 바와 같이, 다관능 모노머들의 중량은 용매들의 중량에 포함되지 않는다. 본 발명의 비수계 전해질 중의 일 이상의 용매들의 통합 총중량에 대한 문제의 다관능 모노머들의 통합 총중량의 적당한 중량비는, 0.01:1 내지 0.25:1의 범위의 중량비, 바람직하게 0.02:1 내지 0.15:1의 범위의 중량비, 및 더 바람직하게그 중량비는 0.02:1 내지 0.1:1의 범위의 중량비를 포함하나, 그들에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 5 체적퍼센트의 트리에틸렌 글리콜(다기능 모노머로서)(비중 1.0016 g/cm3)의 디비닐 에테르의 용액, 90 체적 퍼센트의 1,2-디메톡시에탄(비중 0.867 g/cm3), 및 5 체적퍼센트의 o-크실렌(비중 0.87 g/cm3)(1,2-디메톡시에탄과 o-크실린은 다함께 비수 전해질 용매이다)로 이루어지는 용액은 [(0.05)(1.006)] /[(0.90)(0.867)+(0.05)(0.87)] 또는 0.061 내지 1의, 통합 용매에 대한 다관능 모노머의 중량비를 가지게 된다.Although polyfunctional monomers, if used alone or in combination with solvents of non-aqueous pre-hexyls, may have the properties of a solvent, for purposes of weight ratio determination, as used herein, The weight is not included in the weight of the solvents. A suitable weight ratio of the combined total weight of the multifunctional monomers in question to the combined total weight of one or more solvents in the non-aqueous electrolyte of the present invention is a weight ratio in the range of 0.01: 1 to 0.25: 1, preferably 0.02: 1 to 0.15: 1 Weight ratios in the range, and more preferably the weight ratios include, but are not limited to, weight ratios in the range of 0.02: 1 to 0.1: 1. For example, a solution of 5 volume percent triethylene glycol (as multifunctional monomer) (specific gravity 1.0016 g / cm 3 ) of divinyl ether, 90 volume percent 1,2-dimethoxyethane (specific gravity 0.867 g / cm 3 ) And a solution consisting of 5 volume percent o-xylene (specific gravity 0.87 g / cm 3 ) (1,2-dimethoxyethane and o-xylline together are nonaqueous electrolyte solvents) is [(0.05) (1.006)] / [(0.90) (0.867) + (0.05) (0.87)] or 0.061 to 1, to have a weight ratio of the polyfunctional monomer to the integrated solvent.

본 발명의 비수계 전해질 중의 용매의 통합 총중량에 대한 문제의 다관능 모노머들의 통합 총중량의 중량비가 0.01;1 미만인 경우, 역치 개시온도에서 불충분하게 되는 다관능 모노머의 양에 대하여 전류생성 전지의 작용을 신속하고 안전하게 제어 또는 종료하게 교차결합과 그의 연합의 큰 점성 형성으로 신속한 중합을 야기하는 경향이 있다. 본 발명의 비수계 전해질 중의 일 이상의 용매들의 통합 총중량에 대한 문제의 다관능 모노머들의 통합 총중량의 중량비가 0.05;1 이상인 경우, 다관능 모노머의 양이, 다기능 모노머의 양에 대하여 열폭주를 안전하게 정지시키어 전지의 작용을 안전하게 종료시키기 보다는 산출열이 전지의 추가 열폭주에 공헌하는 충분한 발열성 반응을 생성할 수도 있을 정도로 역치 개시온도에서 너무 높게 되는 경향이 있다.When the weight ratio of the total gross weight of the multifunctional monomers in question to the total gross weight of the solvent in the non-aqueous electrolyte of the present invention is less than 0.01; 1, the function of the current generating cell is influenced by the amount of the polyfunctional monomer insufficient at the threshold onset temperature. Large viscous formations of crosslinks and their associations tend to result in rapid polymerization, quickly and safely controlled or terminated. When the weight ratio of the total gross weight of the multifunctional monomers in question to the total gross weight of one or more solvents in the non-aqueous electrolyte of the present invention is 0.05; 1 or more, the amount of the polyfunctional monomer safely stops thermal runaway with respect to the amount of the multifunctional monomer. Rather than safely terminate the operation of the cell, the output heat tends to be too high at the threshold onset temperature so that it may produce sufficient exothermic reactions that contribute to further thermal runaway of the cell.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 다관능 비닐 에테르 모노머이다. 다관능 비닐 에테르 모노머들은, 전해질 중의 용매의중량의 1 퍼센트의 낮은 중량에서 조차도, (1) 사실상 반응하지 않고 본 발명의 비수계 전해질에 안정되게 남아 있는 동시에 정상작용 온도와 조건하에서 방전, 충전, 및 저장하는 동안 전지의 전기화학을 심대하게 방해하지 않으며; (2) 교차결합을 가진 신속 중합이, 신속한 점성 형성을 야기하여 전해질의 내부 고유저항을 증대시키는, 100℃ 이상의 온도 따위의, 전지의 전해질의 정상작용 온도 이상의 온도에서 반응성을 제공하는 통합의 특징을 일반적으로 가지고 있다.In one embodiment, the multifunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the present invention is a polyfunctional vinyl ether monomer. Polyfunctional vinyl ether monomers, even at a low weight of 1 percent of the weight of the solvent in the electrolyte, (1) remain virtually unreactant and stable in the non-aqueous electrolyte of the present invention while at the same time discharge, charge, And does not significantly disturb the electrochemistry of the cell during storage; (2) A rapid polymerization with crosslinks is characterized by an integration which provides reactivity at temperatures above the normal operating temperature of the electrolyte of the cell, such as temperatures above 100 ° C, which lead to rapid viscosity formation and increase the internal resistivity of the electrolyte. Generally have

본 발명의 비수계 전해질의 다관능 모노머는, 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열됨으로써, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 경우 신속히 중합한다. 본 발명의 비수계 전해질 따위, 재료의 점성과 내부 고유저항을 (절대 또는 상대 조건에서) 측정하는 방법등은 기술분야의 숙련한 이들에게 잘 알려져 있다.The polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the present invention polymerizes rapidly when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby increasing the viscosity and internal specific resistance of the electrolyte. The nonaqueous electrolyte of the present invention is well known to those skilled in the art for measuring the viscosity and internal resistivity (in absolute or relative conditions) of materials.

여기에 사용된 바와 같이, 용어들 "신속히 중합한다" 또는 "신속한 중합"은, 활용되는 특수한 반응조건 하에서 10분 이내에 50 퍼센트 완성 이상인 중합에 관계된다. 축전지의 열폭주의 상태에 있어서, 중합은 전형적으로, 열폭주를 안전하게 느리게 하거나 정지시키기에 충분한 점성과 내부 고유저항을 증대시키도록, 수초 내에 충분히 속행되어야 한다.As used herein, the terms “quickly polymerize” or “quickly polymerize” refer to polymerization that is at least 50 percent complete within 10 minutes under the particular reaction conditions employed. In the state of thermal runaway of a battery, polymerization should typically continue sufficiently within seconds to increase the viscosity and internal resistivity sufficient to safely slow or stop thermal runaway.

개시온도는 100℃ 이상이며, 전형적으로 100℃로부터 약 200℃까지이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 110℃ 이상이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 120℃ 이상이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 130℃ 이상이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 140℃ 이상이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 150℃ 이상이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 160℃ 이상이다. 일 실시양태에 있어서, 개시온도는 170℃ 이상이다.The onset temperature is at least 100 ° C., typically from 100 ° C. to about 200 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 110 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 120 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 130 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 140 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 150 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 160 ° C. In one embodiment, the onset temperature is at least 170 ° C.

비록 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머들이 100℃ 이상의 개시온도에서 신속히 중합할지라도, 그들은 전지의 작용이 종료되거나 역으로 영향을 미칠 만큼 전지의 정상 작용범위 내의 온도에서 충분한 정도로 중합하지 말아야 한다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는, 72시간동안 60℃의 온도에서 유지되면, 중합하지 않는다(전형적으로 10 퍼센트 완성 미만의, 더 바람직하게는 5 퍼센트 완성 미만의 중합). 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는, 72시간 동안 80℃의 온도에서 유지되면, 중합하지 않는다(전형적으로 10 퍼센트 완성 미만의, 더 바람직하게는 5 퍼센트 완성 미만의 중합). 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는, 100℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 110℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 120℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 130℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 150℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머는 170℃ 미만의 온도에서는 신속히 중합하지 않는다.Although the polyfunctional monomers of the non-aqueous electrolyte of the cell of the present invention rapidly polymerize at an initiation temperature of 100 ° C. or higher, they do not polymerize to a sufficient degree at temperatures within the normal operating range of the cell such that the cell terminates or adversely affects the cell. Should not. In one embodiment, the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the cell of the invention does not polymerize if maintained at a temperature of 60 ° C. for 72 hours (typically less than 10 percent completion, more preferably 5 percent completion). Less than polymerization). In one embodiment, the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the cell of the invention does not polymerize if maintained at a temperature of 80 ° C. for 72 hours (typically less than 10 percent completion, more preferably 5 percent completion). Less than polymerization). In one embodiment, the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the battery of this invention does not polymerize rapidly at the temperature below 100 degreeC. In one embodiment, the polyfunctional monomers of the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention do not polymerize rapidly at temperatures below 110 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomers of the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention do not polymerize rapidly at temperatures below 120 ° C. In one embodiment, the multifunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 130 ° C. In one embodiment, the multifunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention does not polymerize rapidly at temperatures below 150 ° C. In one embodiment, the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the battery of the present invention does not polymerize rapidly at temperatures below 170 ° C.

비록 전지들이 사무실 환경에서와 실외 사용중 외기온도들 -20℃ 내지 50℃ 범위 내에서 전형적으로 작용한다고 해도, 그들은 높은 온도에서 있을 수 있는 저장과 계속 작용중 전지의 정상 열형성을 수용하도록 고온에서도 작용할 능력이 있을 것을 요한다. 예를 들어, 특별한 응용과 그 응용을 위해 활용되는 양극, 전해질, 및 음극 재료의 특정한 조합에 따라서는, 전류생성 전지의 지정된 정상 작용온도는 전형적으로 약 60℃의 상한을 가지며 가끔 60℃ 내지 100℃ 범위의 어디까지 연장한다. 이들 상 온도한도는 전형적으로, 정상 작용온도가 -20℃ 내지 50℃ 범위에 있는, 8시간 이하 따위의 짧은 시간동안이다. 축전지에 대한 고온에서의 안전시험은 130℃에서 60분 간 또는 150℃에서 10분 간 전형적으로 행해진다. 따라서, 이들 100℃ 이상의 고온은 축전지가 열폭주에 대하여 안전보호를 가져야 하며 전지의 열폭주 또는 어떤 다른 안전고장 발생이전, 이들 온도에서나 이하의 온도에서 작용을 안전하게 제어하거나, 또는 종료까지도 하여야 하는 범위의 온도를 의미한다.Although the cells typically operate within the ambient temperature range of -20 ° C. to 50 ° C. in the office environment and during outdoor use, they may operate at high temperatures to accommodate the normal thermoforming of the cell during storage and continuous operation, which may be at high temperatures. It requires ability. For example, depending on the particular application and the particular combination of positive electrode, electrolyte, and negative electrode material utilized for that application, the specified normal operating temperature of the current generating cell typically has an upper limit of about 60 ° C., sometimes from 60 ° C. to 100 ° C. Extends to a degree in the range. These phase temperature limits are typically for short periods of time, such as 8 hours or less, with normal operating temperatures in the range of -20 ° C to 50 ° C. Safety tests at high temperatures for batteries are typically made at 130 ° C for 60 minutes or at 150 ° C for 10 minutes. Therefore, these high temperatures above 100 ° C are such that the battery must have safety protection against thermal runaway and must control or even terminate the operation at or below these temperatures prior to thermal runaway or any other safety failure of the battery. Means the temperature.

많은 축전지에 전형적으로 사용되는 폴리올레핀 세퍼레이터는, 활용되는 특정 폴리올레핀에 따라서는, 약 120℃ 내지 약 150℃ 의 범위의 온도에서 역전할 수 없게 연화 용해하기 때문에, 결과의 치수 안정도의 손실은 안전고장에 기여할 수도 있어, 축전지에는, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머 따위의, 폴리올레핀 세퍼레이터 치수 안정도를 심하게 손실하기 전의 어떤 온도에서 전지의 작용을 안전하게 제어, 또는 종료까지도 할 수 있는 온도유기의 안전기구를 가지는 것이 바람직하다.Polyolefin separators typically used in many batteries are softly melted and inverted at temperatures ranging from about 120 ° C to about 150 ° C, depending on the particular polyolefin utilized, resulting in loss of dimensional stability. The storage battery may include a temperature organic material capable of safely controlling or even ending the operation of the battery at a certain temperature before severely losing the dimensional stability of the polyolefin separator, such as the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the battery of the present invention. It is desirable to have a safety mechanism.

본 발명의 다관능 모노머의 신속한 중합에 의해 마련되는 점성의 증대는, 사이클링 중 음극활성 재료가 전지의 전해질의 액상에 적어도 부분적으로 존재하고,특별히 구성된 다공성 폴리올레핀 세퍼레이터 따위, 용해형 폐쇄 세퍼레이터가 부정한 상태 하에서 이 액상의 음극활성 재료의 리튬토대의 양극과의 접촉을 방지하지 않을 수도 있는. 전기활성 황함유 재료를 함유하는 음극을 가진 것 따위의, 전지의 안전특성의 향상에 특히 유익하다. 본 발명의 다관능 모노머의 신속 중합에 의한 점성의 증대로 리튬/전해질 계면에서의 물질이동의 지연과 확산의 일반적 감소는 전지 사용중 액상의 음극활성 재료를 가진 이들 형식의 전지 안전특성을 향상시키는 데 유익하다. 또한, 축전지가 양극활성 재료와 같이 어떤 형식의 리튬을 함유하는 경우, 양극에 어떤 형태로 존재하는 리튬토대의 재료의 융점은, 많은 방전-충전 사이클을 거친 후를 포함하여, 전지의 안전보호가 그 이하에서 유효하여야하는 온도를 의미한다. 예를 들어, 리튬 금속의 융점이 약 180℃이므로 리튬 금속을 함유하는 축전지 안전보호가 활성화하여 이들 축전지의 온도를, 가령, 많아야 170℃ 따위의, 어떤 낮은 온도 이상이 되지 못하게 한다.The increase in viscosity provided by rapid polymerization of the multifunctional monomer of the present invention is such that the negative active material is at least partially present in the liquid phase of the electrolyte of the battery during cycling, such as a specially constructed porous polyolefin separator and an insoluble state of the closed separator. May not prevent contact with the lithium-based anode of this liquid cathodic active material under Particularly beneficial for improving the safety properties of batteries, such as having a negative electrode containing an electroactive sulfur containing material. Increasing the viscosity by rapid polymerization of the polyfunctional monomers of the present invention, in general, the delay in mass transfer and diffusion at the lithium / electrolyte interface has been shown to improve the battery safety characteristics of these types with liquid cathodic active materials during battery use. helpful. In addition, if the battery contains some form of lithium, such as a positive electrode active material, the melting point of the lithium-based material present in some form at the positive electrode, including after a large number of discharge-charge cycles, may lead to safety protection of the battery. Below that means the temperature that must be effective. For example, because the melting point of lithium metal is about 180 ° C., battery safety that contains lithium metal is activated to prevent the temperature of these batteries from exceeding any low temperature, such as at most 170 ° C.

비수계 전해질들에 있어서의 용매는, 특히 용매가 전형적으로 고온에서 그와 신속히 반응하는 리륨금속의 존재하에서 전형적으로 가연성이기 때문에, 축전지, 특히 리튬토대의 축전지에 있어서, 온도유기의 안전 제어나, 안전 폐쇄조차도, 단지 축전지의 정상 작용온도 범위 약간 위의 온도일 것이 바람직하다. 또한, 축전지들은 많은 휴대용 장치들로 운반되어 사용되므로, 그 축전지들에는 광대한 안전시험과 고수준의 안전필요에 요하는 지각이 있다. 따라서, 폐쇄 따위의, 신속 온도유기의 안전제어장치는, 축전지의 정상 작용온도 약간 위의 온도, 가령 100℃ 내지 120℃ 범위의 어떤 온도에서, 열폭주 또는 고온 하에서나 예를 들어, 축전지에 있어서의 증대온도의 원인일 수도 있는 못 펑크 시험 따위의, 축전지 오용의 타의 모드들 중의 하나 하에서의, 안전시험의 하나의 실패에 대하여 유익한 보호를 제공하게 된다..In non-aqueous electrolytes, the solvent is typically flammable, especially in the presence of a lithium metal in which the solvent typically reacts rapidly at high temperatures, so that in batteries, in particular lithium-based batteries, the control of temperature organics, Even safe closing is preferably only a temperature slightly above the normal operating temperature range of the battery. In addition, because batteries are transported and used in many portable devices, they have extensive safety tests and perceptions that require high standards of safety. Thus, a quick temperature organic safety control device, such as closing, may be used at thermal temperatures or at high temperatures, for example in batteries, at temperatures slightly above the normal operating temperature of the battery, such as in the range of 100 ° C to 120 ° C. Provides beneficial protection against one failure of the safety test, under one of the other modes of battery misuse, such as a nail puncture test, which may be the cause of an increase in temperature.

축전지와 축전지에 공여된 특정한 음극, 양극, 세퍼레이터, 및 타의 재료의 응용에 따라서는, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머들에 의한 축전지의, 안전제어나, 폐쇄조차을 위해 특정한 역치 개시온도를 가지는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 축전지에 사용된 세퍼레이터가, 약 150℃에서 용해되는 폴리프로필렌을 함유하는 경우, 110℃ 정도 높은 온도까지에 작용할 능력이 있는 축전지를 가지되, 115℃ 내지 130℃의 범위의 어떤 온도에서 생기는 다관능 모노머에 의한 온도유기의 안전제어 또는 폐쇄를 가질 것이 바람직하다.Depending on the application of the battery and the particular negative electrode, anode, separator, and other materials donated to the battery, certain thresholds are disclosed for safety control or even closure of the battery by the polyfunctional monomers of the non-aqueous electrolyte of the battery of the invention. It may be desirable to have a temperature. For example, if the separator used in the battery contains polypropylene that dissolves at about 150 ° C., it has a battery that is capable of operating up to a temperature as high as 110 ° C., but any temperature in the range of 115 ° C. to 130 ° C. It is desirable to have safety control or closure of the temperature organics by the polyfunctional monomers produced in

여기에 기술한 바와 같이, 단관능 모노머, 중합 개시제, 및 중합 억제제의 임의사용 뿐 아니라, 일 이상의 다관능 모노머들과 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 일 이상의 용매들과의 그들의 중량비의 적당한 선택에 의하여, 적상 작용온도와 상태에서의 안정성 및 100℃ 이상의 특정 개시온도에서의 축전지 작용의 신속 온도유기의 안전제어나 안전종료가 이루어질 수 있다. 전해질이 다관능 모노머의 중합의 개시에 대하여 노출되고 어떤 후속 온도가, 예를 들어, 연속 열폭주, 또는 중합으로부터의 발열효과로 인해 전지 내에 증대하는 재료의 선택과 온도에 따라서는 광범위한 전지 안전상태를 결과하는 점성과 내부 고유저항의 여러가지 수준을마련할 수 있다.As described herein, as well as the optional use of monofunctional monomers, polymerization initiators, and polymerization inhibitors, as well as the proper selection of their weight ratios of one or more polyfunctional monomers with one or more solvents of the non-aqueous electrolyte of the battery of the present invention. By this, safety control of the temperature and state of the accumulation and rapid temperature organic storage of the battery action at a specific starting temperature of 100 ° C. or more can be achieved. The electrolyte is exposed to the initiation of the polymerization of the polyfunctional monomer and a wide range of cell safety states, depending on the temperature and the choice of materials, which will increase in any cell, for example, due to continuous thermal runaway or exothermic effects from the polymerization. Different levels of viscosity and internal resistivity can be obtained.

가령, 점성과 내부 고유저항의 온도유기 증대는 2의 인수에 의해 전해질의 이온 도전성을 낮출 뿐인 곳에서, 전지는 정지하기도 하고 또는 열폭주에 대하여 보호하기도 하며 다음 이 감소된 이온 도전성 조차도 가진 수용가능한 축전지 성능을 가진 정상 사용능력에 복귀하기도 한다. 또한, 전지는 양호한 안전성능을, 온도유기의 신속중합 전에 처음으로 가지기 보다는 상승온도에 연속하여 노출되면, 가지게 된다. 전지의 안전 증대가 바람직하면, 이온 도전성의 소량감소를 제공할 다관능 모노머들의 이 중합은, 전지의 방전-충전 사용에 앞서, 신속 중합을 위해 100℃ 이상 또는 다관능 모노머의 어느정도 또는 전체를 중합할 느린 중합을 위해 100℃ 이하 따위의, 상승온도에 전지를 가열함에 의하여 행해질 수 있다. 또한, 예를 들어, 점성과 내부 고유저항의 온도유기 증대가 1000 이상의 인수에 의하여 전해질의 이온 도전성을 낮추는 곳에서, 전지는 과열과 열폭주에 대하여 안전하게 보호할 수 있는 동시에, 그의 전류생성 작용을 폐쇄하거나 종료시키는 것이다.For example, where the increase in temperature and organic temperature of the viscosity and internal resistivity only lowers the ionic conductivity of the electrolyte by a factor of 2, the cell can either be stopped or protected against thermal runaway and then acceptable with even reduced ion conductivity. It may also return to normal capacity with battery capacity. In addition, the battery has a good safety performance if it is continuously exposed to an elevated temperature rather than for the first time before rapid polymerization of temperature organics. If increased safety of the cell is desired, this polymerization of polyfunctional monomers, which will provide a small reduction in ion conductivity, polymerizes at least 100 ° C. or some or all of the polyfunctional monomer for rapid polymerization prior to the discharge-charge use of the cell. This can be done by heating the cell to an elevated temperature, such as up to 100 ° C., for slow polymerization. Further, for example, where the temperature organic increase of viscosity and internal resistivity lowers the ionic conductivity of the electrolyte by a factor of 1000 or more, the battery can be protected against overheating and thermal runaway, and at the same time, its current generating action is prevented. To close or terminate.

축전지가 세퍼레이터 재료을 함유하는 경우, 축전지의 안전제어나 안전종료는, 세퍼레이터가 그의 치수 안정성을, 예를 들어, 전해질들 간의 직접 단락을 결과함에 의하여 안전결함에 직접 기여할 수 있는 방법으로 놓쳐버리는 온도 이하의 온도에서 일어나는 것이 일반적으로 바람직하다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 고체 다공성 세퍼레이터는, 본 발명의 전지의 비수계 전해질의 다관능 모노머의 신속중합이 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키며 전지의 안전을 증대시키도록 일어나는, 100℃ 이상의 개시온도에서는 용해하지않는다.If the battery contains a separator material, the safety control or safety termination of the battery is below the temperature at which the separator misses its dimensional stability, in a way that can directly contribute to safety defects, for example, resulting in a direct short between the electrolytes. It is generally preferred to take place at a temperature of. In one embodiment, the solid porous separator of the non-aqueous electrolyte of the battery of the present invention, the rapid polymerization of the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the battery of the present invention increases the viscosity and internal resistivity of the electrolyte and improve the safety of the battery It does not dissolve at an onset temperature of 100 ° C. or higher, which occurs to increase.

본 발명과는 달리, 다관능 모노머들(예를 들어, 다관능 비닐 에테르 모노머들 따위)이 비수계 전해질에 존재하는 곳에는, 그 모노머들은 정상 온도와 상태에서의 전지의 작용중 안정되게 남아 있고 전지의 작용을 안전하게 제어하여 종료하도록 고개시온도에서 신속히 중합하며, 마르케스 및 그외에의 미국특허 제 5,411,819 호는 비닐 에테르, 디비닐 에테르, 이온 화합물, 올리고머 또는 이극성의 비프로톤성 액체, 및 광개시제를 함유하는 혼합물의 방사선 경화에 의하여 고체 폴리머 전해질을 조제하는 공정을 기술하고 있다. 따라서, '819 고체 폴리머 전해질은, 고체 피막 형태의 비닐 에테르와 디비닐 에테르의 폴리머를 함유하고 있으며 비수계 전해질의 용매에 용해할 수 있는 다관능 디비닐 에테르 모노머들을 함유하고는 있지 않다. 리튬 테트라플루오로붕산리튬의 존재에서, '819 특허에 있어서의 비닐 에스테르의 중합은 자발적으로 일어나는 것으로 기재돼 있다. 또한, '819 특허에 있어서의 방사선유기의 중합 공정은 약 50℃의 온도로 가열함에 의해 가속되는 것으로 이야기되고 있다.Unlike the present invention, where polyfunctional monomers (such as polyfunctional vinyl ether monomers) are present in the non-aqueous electrolyte, the monomers remain stable during operation of the cell at normal temperatures and conditions. In order to safely control the action of the cell and to polymerize rapidly at high onset temperatures, Marques et al. US Pat. No. 5,411,819 discloses vinyl ethers, divinyl ethers, ionic compounds, oligomers or bipolar aprotic liquids, and photoinitiators. A process for preparing a solid polymer electrolyte by radiation curing of the containing mixture is described. Thus, the '819 solid polymer electrolyte contains polymers of vinyl ether and divinyl ether in the form of a solid coating and does not contain polyfunctional divinyl ether monomers that can be dissolved in the solvent of the non-aqueous electrolyte. In the presence of lithium lithium tetrafluoroborate, the polymerization of the vinyl esters in the '819 patent is described as occurring spontaneously. In addition, it is said that the polymerization process of the radiation organic in the '819 patent is accelerated by heating to a temperature of about 50 ° C.

용매들Solvents

본 발명의 비수계 전해질에 대하여 유익한 용매의 예들은 N-메틸 아세타이미드, 아세터니트릴, 유기 카보네이트들, 설포레인, 설폰들, N-알킬 피롤리돈들, 디옥솔레인들 글림들, 실록산들, 크실렌들, 및 상기의 대체 형태들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 일 이상의 용매들을 포함하나, 그에 한정되지 않는다.Examples of solvents beneficial for the non-aqueous electrolyte of the present invention include N-methyl acetimide, acetonitrile, organic carbonates, sulfolane, sulfones, N-alkyl pyrrolidones, dioxolanes glimps, Siloxanes, xylenes, and one or more solvents selected from the group consisting of the above alternative forms.

염들Salts

본 발명의 비수계 전해질에 사용하기 위한 이온 전해질 염의 예들은 MClO4, MAsF6, MSO3CF3, MSO3CH3, MBF4, MBr, MI, MSCN, MB(페닐)4, MPF6, MC(SO2CF3)3, MN(SO2CF3)2, Examples of ionic electrolyte salts for use in the non-aqueous electrolyte of the present invention are MClO 4 , MAsF 6 , MSO 3 CF 3 , MSO 3 CH 3 , MBF 4 , MBr, MI, MSCN, MB (phenyl) 4 , MPF 6 , MC (SO 2 CF 3 ) 3 , MN (SO 2 CF 3 ) 2 ,

및 기타, 다만 M은 Li 또는 Na, 를 포함하나 그에 한정되지 않는다. 본 발명의 실행에 유용한 타의 전해질 염들은, 리 및 그외에의 미국특허 제 5,538,812 호에 개시돼 있다. 우선의 이온 전해질 염들은 LiSO3CF3(리튬 트리플레이트), 및 LiN(SO2CF3)2(리튬 이미드)이다.And others, provided that M includes Li or Na, but is not limited thereto. Other electrolyte salts useful in the practice of the present invention are disclosed in Li and other US Pat. No. 5,538,812. Preferred ion electrolyte salts are LiSO 3 CF 3 (lithium triflate), and LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (lithium imide).

단관능 모노머들Monofunctional Monomers

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가진 단관능 모노머를 또한 함유하며, 그 단관능 모노머는 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 단관능 모노머거가 다관능 모노머와 신속히 반응하는 전해질의 일 이상의 용매에 용해할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "단관능 모노머"는 단지 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 소유하는 저분자량(예를 들어, 약 6000 이하)의 분자에 속한다. 예를 들어, 가령, 1-부타놀(즉, CH2=CH-O-CH2CH2CH2CH3)의 비닐 에테르 따위의 비닐 에테르는, 그 것이 분지마다, 단지 하나의 지방족 반응성 몫안, 단일 비닐 몫을 가지고 있으므로, 단관능 모노머이다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention also contains a monofunctional monomer having one unsaturated aliphatic reactive share per molecule, the monofunctional monomer being a monofunctional monomer when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C. It can be dissolved in one or more solvents of an electrolyte which rapidly reacts with the polyvalent monomer. As used herein, the term “monofunctional monomer” belongs to a molecule of low molecular weight (eg, about 6000 or less) possessing only one unsaturated aliphatic reactive portion. For example, vinyl ethers such as 1-butanol (ie CH 2 = CH-O-CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), such as vinyl ethers, are branched, in only one aliphatic reactive portion, Since it has a single vinyl quotient, it is a monofunctional monomer.

여기서 앞서 기술한 바와 같이, 단관능 모노머들은 본 발명의 비수계 전해질의 신속한 점성 형성과 안전특성을 위해 그들 자신에 의하여는 그의 통합 이익을 가진 교차결합 반응을 진행하지 않으나, 본 발명의 다관능 모노머들과 조합상태의, 단관능 모노머들은, 예를 들어, 전지의 작용온도에서 비수계 전해질의 안전성의 향상된 조합을 마련함에 의하여, 신속하나 100℃ 이상의 개시온도에서 전지의 제어된 점성과 내부 고유저항이 증대와 신속 중합에 있어서, 유리하게 유리하게 관열할 수 있다.As previously described herein, the monofunctional monomers do not undergo crosslinking reactions with their integrated benefits by themselves for the rapid viscosity formation and safety properties of the non-aqueous electrolyte of the invention, but the multifunctional monomer of the invention And monofunctional monomers in combination with these compounds, for example, can provide rapid control of the cell's controlled viscosity and internal resistivity at onset temperatures above 100 ° C., for example, by providing an improved combination of the safety of the non-aqueous electrolyte at the operating temperature of the cell. In this increase and rapid polymerization, it is advantageously advantageously carried out.

본 발명의 비수 전해질에 사용하는 단관능 모노머들은 본 발명의 비수계 전해질의 일 이상의 용매에 용해할 수 있다. 이 용해성은, 용매들의 통합 총 중량에 공여된 단관능 모노머들과 필요 안전보호를 마련함에 필요한 비수계 전해질에 공여된 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 중량비의, 예를 들어 0.005:1 내지 0.2:1, 또 바람직하게 0.01:1 내지 0.1:1의 범위에 공여된 일 이상의 용매들과 다관능 모노머들의 통합 총 중량에 공여되 단관능 모노머들의 통합 총 중량의 중량비에서의, 본 발명의 비수계 전해질의 용매들 중의 단관능 모노머들의 완전 용해 또는 혼화성에 의하여 결정된다. 단관능 모노머들의 존재에 대한 이 중량비의 산출목적을 위해서는, 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 용매에 존재하는 다관능 모노머들의 중량을 용매들의 중량과 통합한다.The monofunctional monomers used in the nonaqueous electrolyte of the present invention can be dissolved in one or more solvents of the nonaqueous electrolyte of the present invention. This solubility is, for example, 0.005: 1 to 0.2: 0.2 by weight ratio of the combined total weight of monofunctional monomers donated to the combined total weight of solvents and the multifunctional monomers donated to the non-aqueous electrolyte required to provide the necessary safety protection. 1, and preferably a non-aqueous electrolyte of the present invention in a weight ratio of the combined total weight of monofunctional monomers to the combined total weight of one or more solvents and polyfunctional monomers contributed in the range of 0.01: 1 to 0.1: 1 It is determined by the complete dissolution or miscibility of the monofunctional monomers in the solvents. For the purpose of calculating this weight ratio relative to the presence of monofunctional monomers, as used herein, the weight of the polyfunctional monomers present in the solvent is integrated with the weight of the solvents.

우선의 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질에 사용하기 위한 단관능 모노머는 비닐 에테르들과 알릴 에테르들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 단관능 모노머이다. 더 우선하는 실시양태에 있어서, 그 단관능 모노머는 1-부타놀의 비닐 에테르, 2-에틸헥사놀의 비닐 에테르, 및 시클로헥사놀의 비닐 에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 비닐 에테르이다.In a preferred embodiment, the monofunctional monomer for use in the non-aqueous electrolyte of the present invention is a monofunctional monomer selected from the group consisting of vinyl ethers and allyl ethers. In a more preferred embodiment, the monofunctional monomer is a vinyl ether selected from the group consisting of vinyl ethers of 1-butanol, vinyl ethers of 2-ethylhexanol, and vinyl ethers of cyclohexanol.

단관능 비닐 에테르와 알릴 에테르 모노머들은 본 발명의 비수계 전해질과 사실상 반응하지 않으며 안정하게 남아있지 않는 동시에 정상 작용온도와 상태에서 방전, 충전, 및 저장 중 전지의 전기화학 성능에 현저히 간섭하지 않는 특징을 일반적으로 가지고 있다. 100℃ 이상 따위, 전지에 있어서의 전해질의 통상 작용범위 이상의 온도에서, 이들 단관능 모노머들은 전해질의 신속 점성 형성과 내부 고유저항의 증대에 기여하도록 100℃ 이상의 개시온도나 위에서 다관능 모노머들의 교차결합 반응과 통합상태로 중합한다.Monofunctional vinyl ether and allyl ether monomers do not substantially react with the non-aqueous electrolyte of the present invention and remain stable and do not significantly interfere with the electrochemical performance of the cell during discharge, charging, and storage at normal operating temperatures and conditions. Generally have At temperatures above the normal operating range of the electrolyte in the cell, such as 100 ° C. or higher, these monofunctional monomers crosslink the polyfunctional monomers at or above 100 ° C. or higher to contribute to rapid viscosity formation and increased internal resistivity of the electrolyte. Polymerize in reaction and integrated state.

중합 개시제들Polymerization initiators

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 다관능 모노머의 중합 속도를 증대시키는 중합 개시제를 또한 함유한다. 적당한 개시제들은 유리기 중합 개시제들과 음극 중합 개시제들을 포함하고 있다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention also contains a polymerization initiator that increases the rate of polymerization of the multifunctional monomer. Suitable initiators include free group polymerization initiators and cathodic polymerization initiators.

적당한 유리기 중합 개시들의 예들은 가령, 디아세틸 페르옥시드, 디벤조일 페르옥시드, 및 디라우릴 페르옥시드 따위의 아실 페르옥시드들; 가령 테르트-부틸페르옥시 피발레이드, 테르트-부틸 페르옥시-2-에틸헥사노에이트들 따위의 페레스터들; 가령, 디-테르트-부틸 페르옥시드 따위의 알킬 페르옥시드들; 가령, 디시클로헥실 페르옥시디카보네이트 따위의 페르카보네이트들; 및, 가령, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 1,1'-아조비스(시아노시클로헥산), 및 2,2'-아조비스(메틸부티로니트릴) 따위의 페르카보네이트를 포함하나, 그들에 한정되지 않는다.Examples of suitable free group polymerization initiations include, for example, acyl peroxides such as diacetyl peroxide, dibenzoyl peroxide, and dilauryl peroxide; Peresters such as tert-butylperoxy pivalade, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate; Alkyl peroxides such as di-tert-butyl peroxide; For example, percarbonates such as dicyclohexyl peroxydicarbonate; And, for example, 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1'-azobis (cyanocyclohexane), And percarbonates such as 2,2'-azobis (methylbutyronitrile), but are not limited thereto.

우선의 실시양태에 있어서, 중합 개시제는 양이온 중합 개시제를 함유한다. 적당한 양이온 중합 개시제는 수소 이온들과, 가령, 붕소, 아연. 알루미늄, 철 및 주석의 할로겐화물들 따위의 루이스 산들을 포함하나 그들에 한정되지 않는다.In a preferred embodiment, the polymerization initiator contains a cationic polymerization initiator. Suitable cationic polymerization initiators are hydrogen ions, such as boron, zinc. Lewis acids such as halides of aluminum, iron and tin include, but are not limited to.

더 우선하는 실시양태에 있어서, 중합 개시제는, 전형적으로 빈약한 구핵들인 반대 음이온들과 통합 상태의, 또, 예를 들어, 글림들 따위의 에테르함유 분자들과의 임의 복합의, 리륨 이온들을 함유한다.In a more preferred embodiment, the polymerization initiator contains lithium ion, which is typically integrated with counter anions, which are poorly nucleophiles, or any complex with ether containing molecules such as, for example, glims. do.

본 발명에 사용하기 위한 유리기 및 양이온 중합 개시제들의 양은, 전지에 있어서의 비수계 전해질의 정상 작용온도와 상태에 따라서와 신속 중합의 개시와 전지의 작용을 안전하게 제어 또는 종료까지 하게 고온도에서 요구되는 중합의 속도에 대한 온도 역치에 띠라서는, 광범위하게 변경할 수도 있다. 일반적으로 약 0.1 내지 5.0%의 중합 개시제가, 비수계 전해질에 공여된 다관능과 단관능의 모노머들의 통합 총 중량에 기초하여 사용된다.The amount of free radicals and cationic polymerization initiators for use in the present invention depends on the normal operating temperature and condition of the non-aqueous electrolyte in the cell, and at high temperatures so as to safely control or terminate the onset of rapid polymerization and the action of the cell. Depending on the temperature threshold for the rate of polymerization, it may be varied widely. Generally about 0.1 to 5.0% of polymerization initiator is used based on the combined total weight of the polyfunctional and monofunctional monomers donated to the non-aqueous electrolyte.

중합 억제제들Polymerization inhibitors

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 다관능 모노머의 중합 속도를 감소시킬 중합 억제제를 더 함유한다.In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention further contains a polymerization inhibitor that will reduce the polymerization rate of the multifunctional monomer.

우선의 실시양태에 있어서, 중합 억제제는 제삼 아민을 함유한다. 적당한 제삼 아민의 예들은 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리벤질아민, 트리옥틸아민, 트리페닐아민, 및 메틸피페리딘을 포합하나, 그들에 한정되지 않는다.In a preferred embodiment, the polymerization inhibitor contains tertiary amines. Examples of suitable tertiary amines include, but are not limited to, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tribenzylamine, trioctylamine, triphenylamine, and methylpiperidine.

본 발명에 사용하기 위한 중합 억제제들의 양은 전지에 있어서의 비수계 전해질의 정상 작용온도와 상태에 따라서 신속 중화의 개시와 전지의 안전 작용을 위해 고온에서 요구되는 중합의 속도에 대한 온도 역치와 협력하여, 광범위하게 변경할 수도 있다. 일반적으로 약 0.05 내지 5.0%의 중합 억제제가, 비수계 전해질에 있어서의 다관능과 단관능의 모노머들의 배합 총 중량에 기초하여 사용된다.The amount of polymerization inhibitors for use in the present invention depends on the temperature threshold for the rate of polymerization required at high temperatures for the onset of rapid neutralization and for the safe action of the cell, depending on the normal operating temperature and condition of the non-aqueous electrolyte in the cell. It can be changed extensively. Generally about 0.05 to 5.0% of polymerization inhibitor is used based on the combined total weight of the polyfunctional and monofunctional monomers in the non-aqueous electrolyte.

비수계 전해질의 상태State of non-aqueous electrolyte

본 발명의 비수계 전해질은 기술분야에 알려진 어떤 형식의 비수계 전해질이어도 좋다. 일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 액체 전해질들, 겔 폴리머 전해질들, 및 고체 폴리머 전해질들로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 우선의 실시양태에 있어서, 전해질은 액체 전해질이다.The non-aqueous electrolyte of the present invention may be any type of non-aqueous electrolyte known in the art. In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention is selected from the group consisting of liquid electrolytes, gel polymer electrolytes, and solid polymer electrolytes. In a preferred embodiment, the electrolyte is a liquid electrolyte.

본 발명의 액체 전해질을 형성하려면, 일 이상의 이온 전해질 염들을 일 이상의 전해질 용매와 일 이상의 다관능 모노머에 전형적으로 부가한다. 가령, 단관능 모노머들, 중합 개시제들, 및 중합 억제제들 따위의 타의 임의의 첨가제를 또한 첨가하여도 좋다.To form the liquid electrolyte of the present invention, one or more ionic electrolyte salts are typically added to one or more electrolyte solvents and one or more polyfunctional monomers. For example, other optional additives such as monofunctional monomers, polymerization initiators, and polymerization inhibitors may also be added.

본 발명의 겔 폴리머 전해질을 형성하려면, 일 이상의 이온 도통 폴리머를일 이상의 전해질 용매, 일 이상의 이온 전해질 염, 및 일 이상의 다관능 모노머에 전형적으로 부가한다. 전해질 용매들과 다관능 모노머들의 양은, 고체 상태의 고체 폴리머 전해질과는 현저히 달라서 겔 또는 반고체 상태의 전해질로 끝난다.To form the gel polymer electrolyte of the present invention, at least one ion conducting polymer is typically added to at least one electrolyte solvent, at least one ion electrolyte salt, and at least one polyfunctional monomer. The amounts of electrolyte solvents and polyfunctional monomers differ markedly from the solid polymer electrolyte in the solid state and end up in an electrolyte in the gel or semisolid state.

적당한 이온도통 폴리머의 예들은 폴리에틸렌 옥시드들(PEO), 폴리프로필렌 옥시드들, 폴리아크릴로니드릴들(PAN), 폴리실록산들, 폴리이미드들, 폴리에테르들, 설폰화 폴리이미드들, 중합 디비닐 폴리에틸렌 글리콜들, 중합 폴리에틸렌 글리콜-비스-(메틸 아크릴레이트들) 및 중합 폴리에틸렌 글리콜-비스-(메틸 메타크릴레이트들) 따위의 아크릴에이트 및 메타크릴레이트 폴리머들과 코폴리머들, 상기의 유도체들, 상기의 코폴리머들, 및 상기의 교차결합과 망상결합의 구조들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 그런 것들을 포함하나, 그에 한정되지 않는다.Examples of suitable ion-conducting polymers are polyethylene oxides (PEO), polypropylene oxides, polyacrylonitriles (PAN), polysiloxanes, polyimides, polyethers, sulfonated polyimides, polymerized divinyl Acrylate and methacrylate polymers and copolymers such as polyethylene glycols, polymerized polyethylene glycol-bis- (methyl acrylates) and polymerized polyethylene glycol-bis- (methyl methacrylates), derivatives thereof, Including, but not limited to, those copolymers described above and those selected from the group consisting of crosslinked and networked structures.

본 발명의 고체 폴리머 전해질을 형성하려면, 일 이상의 이온 도통 폴리머들을 일 이상의 용매들(전형적으로 전해질 총중량의 20 중량 퍼센트 미만), 일 이상의 이온 전해질 염들, 및 문제의 다기능 모노머들에 부가한다. 적당한 이온 도통 폴리머의 예들은 폴리에테르들, 폴리에틸렌 옥시드들(PEO), 포리프로필렌 옥시드들, 폴리이미드들, 폴리포스파젠들, 폴리폴리아크릴로니드릴들(PAN), 아크릴에이트 및 메타크릴레이트 폴리머들과 코폴리머들, 폴리실록산들, 폴리에테르 그래프트 폴리실록산들, 전기의 유도체들, 전기의 코폴리머들, 및 전기의 교차결합과 망상결합의 구조들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 그런 것들을 포함하나, 그에 한정되지 않는다.To form the solid polymer electrolyte of the present invention, one or more ionic conducting polymers are added to one or more solvents (typically less than 20 weight percent of the total weight of the electrolyte), one or more ionic electrolyte salts, and the multifunctional monomers in question. Examples of suitable ion conducting polymers include polyethers, polyethylene oxides (PEO), polypropylene oxides, polyimides, polyphosphazenes, polypolyacrylonitriles (PAN), acrylates and methacrylates. Including those selected from the group consisting of polymers and copolymers, polysiloxanes, polyether graft polysiloxanes, derivatives of electricity, copolymers of electricity, and structures of crosslinking and reticular bonding of electricity It is not limited.

고체 다공성 세퍼레이터들Solid porous separators

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 비수계 전해질은 고체 다공성 세퍼레이터를 더 함유한다. 전형적으로, 세퍼레이터는 양극과 음극을 상호로부터 격리하거나 절연하며 세퍼레이터의 기공들에 있어서는, 일 이상의 이온 전해질 염들과 용매들, 및 임의로 이온 도전성 폴리머들을 함유하는, 고체의 비도전성 또는 절연성 재료이다,In one embodiment, the non-aqueous electrolyte of the present invention further contains a solid porous separator. Typically, the separator is a solid, non-conductive or insulating material that isolates or insulates the positive and negative electrodes from each other and, in the pores of the separator, contains one or more ionic electrolyte salts and solvents, and optionally ion conductive polymers.

전류생성 전지에 있어서의 다공성 층 또는 세퍼레이터에 사용하기 위한 각종재료가 기술분야에 알려져 있다. 적당한 고체 다공성 세퍼레이터 재료들은 예를 들어, 폴리에틸렌들과 폴리프로필렌들 따위의 폴리올레핀들, 유리섬유 필터 페이퍼들, 및 세라믹 재료들을 포함하나, 그에 한정되지 않는다. 일반적으로 이들 세퍼레이터 재료들은 전류생성 전지의 제조에 있어서 양극과 음극의 사이에 끼워지는 다공성 자립구조의 막으로서 공급된다.Various materials are known in the art for use in porous layers or separators in current generating cells. Suitable solid porous separator materials include, but are not limited to, for example, polyolefins such as polyethylenes and polypropylenes, fiberglass filter papers, and ceramic materials. In general, these separator materials are supplied as a porous self-supporting membrane sandwiched between the positive electrode and the negative electrode in the manufacture of the current generating cell.

대신, 다공성 세퍼레이터 층은, 예를 들어, 배글리 및 그외에의 미국특허 제 5,194,341 호에 기재된 바와 같이, 전극들 중 하나에 직접 적용할 수도 있다. 본 발명에 사용하기 적당한 세퍼레이터들의 예는, 자립구조의 막으로서나 한 전극에 직접 피복적용에 의해 마련되어도 좋은, "전기화학 전지용 세퍼레이터" 제하의, 칼슨 및 그외에 공동 부여된 미국특허 출원 SN 08/995,089에 기재된 바와 같은 미공성 의사 베마이트 층을 함유하는 그런 것들이다. 일 실시양태에 있어서, 고체 다공성 세퍼레이터는 다공성의 폴리올레핀 세퍼레이터이다. 일 실시양태에 있어서, 고체 다공성 세퍼레이터는 미공성 의사 베마이트 층을 함유한다.Instead, the porous separator layer may be applied directly to one of the electrodes, for example, as described in US Pat. No. 5,194,341 to Bagley and others. Examples of separators suitable for use in the present invention include US patent application SN 08, co-issued by Carlson and others, under the "Electrochemical Battery Separator", which may be provided as a self-supporting film or by direct coating on one electrode. Such as those containing a microporous pseudo boehmite layer as described in / 995,089. In one embodiment, the solid porous separator is a porous polyolefin separator. In one embodiment, the solid porous separator contains a microporous pseudo boehmite layer.

비수계 전해질 조제방법Non-aqueous electrolyte preparation method

본 발명의 또 하나의 양상은 전류생성 전지에 사용하는 비수계 전해질을 조제하는 방법으로서, 그 전해질은 점성과 내부 고유저항을 가지고, 그 방법은 (a) 일 이상의 용매들; 일 이상의 이온 염들; 및 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하고, 상기 일 이상의 용매에 용해할 수 있고, 100℃ 이상의 개시온도에 전해질이 가열되는 경우 신속히 중함으로써 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 다관능 모노머의 용액을 조제하며; (b) 상기 용액을 고체 다공성 세퍼레이터들, 이온 도통 폴리머들, 및 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가지는 단관능 모노머들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 타의 재료와 임의로 배합하는 단계들로 이루어진다. 다관능 모노머는 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키며 전지의 안전을 증대시킨다.Another aspect of the invention is a method of preparing a non-aqueous electrolyte for use in a current generating cell, the electrolyte having viscosity and internal resistivity, the method comprising: (a) one or more solvents; One or more ionic salts; And a polyfunctional monomer containing two or more unsaturated aliphatic reactive shares per molecule, which can be dissolved in the one or more solvents, and rapidly increases when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or more, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. Preparing a solution of; (b) optionally combining the solution with another material selected from the group consisting of solid porous separators, ion conductive polymers, and monofunctional monomers having one unsaturated aliphatic reactive share per molecule. The polyfunctional monomer rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte and increasing the safety of the battery.

전류생성 전지Current generating battery

본 발명의 도 하나의 양상은 (ⅰ) 음극, (ⅱ) 양극, 및 (ⅲ) 상기 음극과 상기 양극의 사이에 넣은 비수 전해질로 이루어지는 전류생성 전지에 관한 것으로, 상기 전해질은 점성과 내부 고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들; (b) 일 이상의 이온 염들; 및, (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하고, 일 이상의 용매에 용해할 수 있고, 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 다관능 모노머를 함유하는 것이다.One aspect of the present invention relates to a current generating battery comprising (i) a negative electrode, (ii) a positive electrode, and (iii) a nonaqueous electrolyte sandwiched between the negative electrode and the positive electrode, the electrolyte having viscosity and internal resistivity. (A) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) more than one unsaturated aliphatic reactivity share per molecule, which can be dissolved in one or more solvents and rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. It contains polyfunctional monomer to make.

다관능 모노머의 신속 중합에 있어, 비수계 전해질의 점성과 내부 고유저항이 증대되고, 그에 의해 전지의 안전을 증대시킨다. 일 실시양태에 있어서는, 개시온도에서의 전해질의 신속 중합에 있어, 전해질의 점성과 내부 고유저항은 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료하기에 충분한 수준에 증대한다.In the rapid polymerization of the polyfunctional monomer, the viscosity and internal resistivity of the non-aqueous electrolyte are increased, thereby increasing the safety of the battery. In one embodiment, in the rapid polymerization of the electrolyte at the initiation temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increases to a level sufficient to safely terminate the current generating action of the cell.

본 발명의 전지에 있어서, 다관능 모노머는 100℃ 이상의 어떤 개시온도, 예를 들어, 120℃의 역치 중합온도에서 신속히 중합으로써, 비수계 전해질의 용매함유 부분의 점성을 증대시키며 전지의 작용을 한전하게 제어하거나 종료시키기조차 한다. 점성의 이런 증대는 전지에 있어서의 물질이동 흐름을 효과적으로 지연시키어 내부 고유저항을 증대시킴에 의하여 전지의 안전특성을 향상시킨다. 전해질의 이런 중대의 겔화는 적어도 2 내지 10의 인수에 의하여 이온 도전성을 전형적으로 감소시킴으로써 전극 접촉에서 이온 종류의 물질이동을 지연시키어 물질이동 확산 제한을 일반적을 유기하는 것이다. 전해질의 이런 증대의 점성은, 만약 점성 증대가 충분히 크면, 과열과 열폭주에 대한 안전효과의 전지의 전류 작용을 종료하는 안전폐쇄 효과의 주인으로 가능하다고 생각된다. 우선의 실시양태에 있어서, 다관능 모노머는 여기에 기술한 바와 같이, 다관능 비닐 에테르 모노머이다.In the battery of the present invention, the polyfunctional monomer is rapidly polymerized at a certain starting temperature of 100 ° C. or higher, for example, a threshold polymerization temperature of 120 ° C., thereby increasing the viscosity of the solvent-containing portion of the non-aqueous electrolyte and maintaining the battery's function. Control or even shut it down. This increase in viscosity improves the safety characteristics of the cell by effectively delaying the mass transfer flow in the cell and increasing the internal resistivity. This gelation of the electrolyte is one that generally reduces ionic conductivity by a factor of at least 2 to 10, thus delaying mass transfer of ionic species at electrode contact, thereby generally inducing mass transfer diffusion limitations. The viscosity of this increase in the electrolyte is considered to be possible as the master of the safety closure effect of terminating the current action of the battery of the safety effect against overheating and thermal runaway, if the viscosity increase is large enough. In a preferred embodiment, the polyfunctional monomer is a polyfunctional vinyl ether monomer, as described herein.

비록 본 발명의 전류생성 전지가 기술 분야에 알려진 일차 및 이차 축전지의 가지각색에 활용될 수 있을지라도, 이들 전지를 이차 또는 재충전가능 축전지에 활용하는 것이 우선된다. 본 발명의 전지의 다관능 모노머들의 온도유기의 중합의 잇점은 양극과 음극 활성물질이 전지 용도의 정상 작용 범위 이상과 타의 부정 상태하의 온도에서의 열폭주와 불안정 상태에 대한 보다 큰 잠재력에 점진적으로 인도하는 많은 전가화학 반응들을 당하는 경우 많이 반복되는 방전 및 충전 사이클을통해 이차 축전지의 안전보호를 돕도록 채용될 수 있다.Although the current-generating cells of the present invention can be utilized in a variety of primary and secondary storage batteries known in the art, the use of these batteries in secondary or rechargeable batteries is preferred. The advantage of the temperature organic polymerization of the polyfunctional monomers of the cell of the present invention is the progressive increase in the potential for thermal runaway and instability at which the positive and negative active materials are at temperatures above the normal operating range of the cell application and under other negative conditions. If subjected to many electrochemical reactions leading, it can be employed to help protect the secondary battery through many repeated discharge and charge cycles.

음극들Cathodes

본 발명의 비수계 전해질들의 다관능 모노머가 비수계 전해질에 있어서 용해할 수 있는 종류로서 존재하며 이들 다관능 모노머들(및 특히 다관능 비닐 에테르 모노머들)의 안정성과 반응성이 전형적으로 음극 활성물질과 그들의 환원 또는 방전 산물의 성질에 비교적 둔감하기 때문에, 각종의 음극은 본 발영의 전지에 활용되어도 좋다. 본 발명의 전지에 적당한 음극들은 전기활성의 천이금속 칼고겐화물들, 전기활성의 도전성 폴리머들, 및 전기활성의 황함유 재료들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 음극 활성물질을 함유하는 음극들을 포함하나 그에 한정되지 않는다. 여기에 사용되는 바와 같은 용어 "전기활성의" 는 전류생성 전지에 있어서의 충전 또는 방전의 전기화학 반응에서 일어나는 재료의 전기화학 특성에 속한다.The polyfunctional monomers of the non-aqueous electrolytes of the present invention exist as a soluble type in the non-aqueous electrolyte, and the stability and reactivity of these polyfunctional monomers (and especially polyfunctional vinyl ether monomers) are typically Since it is relatively insensitive to the properties of their reducing or discharging products, various negative electrodes may be utilized in the batteries of the present light-emitting. Suitable negative electrodes for the cell of the present invention include, but are not limited to, negative electrodes containing a negative electrode active material selected from the group consisting of electroactive transition metal chalcogenides, electroactive conductive polymers, and electroactive sulfur containing materials. It is not limited. As used herein, the term "electroactive" belongs to the electrochemical properties of a material that occurs in the electrochemical reaction of charge or discharge in a current generating cell.

일 살시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 음극은 전기활성의 천이금속 칼고겐화물을 함유한다. 적당한 천이금속 칼고겐화물은 전기활성 옥시드들, 황화물들, 및 Mn, V, Cr, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Hf, Ta, W, Re, Os, 및 Ir으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 천이금속의 셀렌화물을 포함하나 그에 한정되지 않는다. 우선의 천이금속 칼고겐화물들은 바나듐과 망간의 전기활성 옥시드들이다.In one embodiment, the negative electrode of the cell of the invention contains an electroactive transition metal chalcogenide. Suitable transition metal chalcogenides are electroactive oxides, sulfides, and Mn, V, Cr, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Hf, Ta And selenides of transition metals selected from the group consisting of W, Re, Os, and Ir. The first transition metal chalcogenides are the electroactive oxides of vanadium and manganese.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 음극은 전기활성의 도전성 폴리머이다. 적당한 도전성 폴리머들은 폴리피롤들, 폴리페닐렌들, 폴리티오팬들, 및 폴리아세틸렌들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전기활성의 및 전자적 도전성의폴리머들을 포함하나 그에 한정되지 않는다. 우선의 도전성 폴리머들은 폴리피롤들과 폴리아세틸렌들이다.In one embodiment, the negative electrode of the cell of the invention is an electroactive conductive polymer. Suitable conductive polymers include, but are not limited to, electroactive and electronically conductive polymers selected from the group consisting of polypyrroles, polyphenylenes, polythiofans, and polyacetylenes. Preferred conductive polymers are polypyrroles and polyacetylenes.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 음극은 전기활성의 황함유 재료를 함유한다. 여기에 사용되는 바와 같은, 용어 "황함유 재료"는 어떤 형태의 원소황을 함유하는 음극 활성물질에 속하고, 전기화학적 활성은 황-황 공유결합의 파괴 또는 형성을 수반한다. 본 발명의 전지의 음극에 유용한 전기활성 황함유 재료의 성질을 여러지지로 변경하여도 좋다. 원소 황 및 타의 황함유 제료의 전기활성 특성은 기술분야에 잘 알려져 있으며, 축전지의 방전 또는 음극 환원 사이클 중 산화리튬화 또는 리튬 이온 활화물의 가역 형성을 포함한다.In one embodiment, the negative electrode of the cell of the invention contains an electroactive sulfur containing material. As used herein, the term “sulfur containing material” belongs to a negative electrode active material containing some form of elemental sulfur, and the electrochemical activity involves the breakdown or formation of sulfur-sulfur covalent bonds. The properties of the electroactive sulfur-containing material useful for the negative electrode of the battery of the present invention may be changed to various supports. The electroactive properties of elemental sulfur and other sulfur-containing materials are well known in the art and include the reversible formation of lithium oxide or lithium ion active materials during the discharge or cathodic reduction cycle of a battery.

일 실시양태에 있어서, 본 발명의 전지의 음극의 전기활성 황함유 재료는 원소 황을 함유한다. 전기활성 음극 재료로서의 원소 황의 예들은 케겔먼에의 미국특허 제 3,639,174 호와 주에의 미국특허들 제 5,523,179; 5,532,077; 5,582,623; 및 5,682,201 호에 기재돼 있다.In one embodiment, the electroactive sulfur-containing material of the negative electrode of the cell of the invention contains elemental sulfur. Examples of elemental sulfur as an electroactive cathode material are described in US Pat. No. 3,639,174 to Kegelman and US Pat. No. 5,523,179 to the state; 5,532,077; 5,582,623; And 5,682,201.

일 실시양태에 있어서, 전기활성 황함유 재료는 유기로서, 즉, 황원자와 탄소원자의 양자를 함유는 것이다. 일 실시양태에 있어서, 전시활성 황함유 재료는, 그의 산화상태에서 이황화물 몫을 함유하는 유기재료이다. 이들 유기이황화물 재료의 예들은 Dejonghe 및 그외에의 미국특허들 제 4,833,048과 4,917,974 호; Visco 및 그외에의 제 5,162,175와 5,516,598 호; 및 Oyama 및 그외에의 제 5,324,599 호에 기재된 바와 같은 유기황의 재료를 포함한다.In one embodiment, the electroactive sulfur containing material is organic, ie it contains both sulfur and carbon atoms. In one embodiment, the exhibiting active sulfur-containing material is an organic material that contains a disulfide portion in its oxidation state. Examples of these organosulfide materials are described in Dejonghe and others, US Pat. Nos. 4,833,048 and 4,917,974; Visco and others 5,162,175 and 5,516,598; And materials of organosulfur as described in Oyama and elsewhere 5,324,599.

일 실시양태에 있어서, 전기활성 황함유 재료는 황함유 음극 재료가 그의 산화상태에서 식 -Sm-, 다만 m은 3과 같거나 큰 정수, 바람직하게 m은 3에서 10까지의 정수, 더 바람직하게 m은 6에서 10까지의 정수,의 폴리황화물 몫을 함유하는, 전기활성 황함유 재료를 함유한다. 최우선의 실시양태에 있어서, 전기활성 황함유 재료는 탄소-황 폴리머이다. 일 실시양태에 있어서, 전기활성 황함유 재료는 식 -Sm-, 다만, m은 3에서 10까지의 정수,의 폴리황화물 몫을 함유하고, 폴리머 백본 체인 상의 사이드 그룹 상의 일 이상의 그들의 단말 황원자들에 의하여 공유결합되는 그들의 -Sm-기들을 가진 탄소-황 폴리머 재료; 그들의 말단 황훤자들의 공유결합에 의해 폴리머 백본 체인에 통합된 그들의 -Sm-기들을 가진 탄소-황 폴리머 재료; 및 탄소-황 폴리머 재료에 75 중량 퍼센트 이상을 가진 탄소-황 폴리머 재료로 이루어지는, 탄소-황 폴리머의 군으로부터 선택되는 탄소-황 폴리머를 함유한다. 이들 탄소-황 폴리머 재료의 예들은 스코타임 및 그외에의 미국특허들 제 5,529,860; 5,601,947; 및 5,609,702 호와 고르코벤코에 의한 공동양수인의 미국특허출원 SN 08/995,122에 "전기화학 전지에 사용하는 전기활성, 에너지 저장, 고 교차결합, 폴리황화물함유 유기 폴리머" 제하에 기재돼 있다. 이들 탄소-황 폴리머 재료에 다수 결합 황원자, -S m -, 다만 m은 3에서 10까지의 정수,의 존재로 인하여, 그들은 방전 또는 환원되는 경우 이황화물 결합,-S-S-를 단독으로 함유하는 대응 재료보다는 현저하게 높은 에너지 밀도 또는 비용량을 가지고 있다.In one embodiment, the electroactive sulfur-containing material has the formula -S m -in which the sulfur-containing cathode material is in its oxidation state, wherein m is an integer greater than or equal to 3, preferably m is an integer from 3 to 10, more preferred. M contains an electroactive sulfur containing material, containing a polysulfide quotient of an integer from 6 to 10. In a first embodiment, the electroactive sulfur containing material is a carbon-sulfur polymer. In one embodiment, the electroactive sulfur-containing material contains the polysulfide quotient of the formula -S m- , wherein m contains an integer from 3 to 10, and at least one of their terminal sulfur atoms on the side group on the polymer backbone chain. Carbon-sulfur polymer material having their -S m -groups covalently bonded by; Carbon-sulfur polymer material with their -S m -groups incorporated into the polymer backbone chain by covalent bonding of their terminal yellows; And a carbon-sulfur polymer selected from the group of carbon-sulfur polymers, consisting of a carbon-sulfur polymer material having at least 75 weight percent of the carbon-sulfur polymer material. Examples of these carbon-sulfur polymer materials are described in US Pat. Nos. 5,529,860 to Scotime and elsewhere; 5,601,947; And US Pat. Appl. No. 08 / 995,122 to Co. Assignee, 5,609,702 and Gorcovenco, under "Electroactive, Energy Storage, Highly Crosslinked, Polysulfide-Containing Organic Polymers for Electrochemical Cells." Due to the presence of the multiple bond sulfur atoms, -S m- , where m is an integer from 3 to 10, in these carbon-sulfur polymer materials, they correspond to disulfide bonds, -SS- alone, when discharged or reduced It has a significantly higher energy density or specific capacity than the material.

양극들Anodes

본 발명의 비수계 전해질의 다관능 모노머가 비수계 전해질에 용해할 수 있는 종류로서 존재하기 때문에 그리고 양극 활성물질과 양극 활성물질의 산화 또는 방전 생성물을 가진 이 다관능 모노머와, 특히 다관능 비닐 에테르 모노머의 안정성과 반응성이 비수계 전해질에 있어서의 용매들의 것과 일반적으로 유사하기 때문에, 가지가지의 양극을 본 발명의 전지에 활용하여도 좋다.Since the polyfunctional monomer of the non-aqueous electrolyte of the present invention exists as a kind that can be dissolved in the non-aqueous electrolyte, and this polyfunctional monomer having an oxidation or discharge product of the positive electrode active material and the positive electrode active material, and especially the polyfunctional vinyl ether Since the stability and reactivity of the monomers are generally similar to those of the solvents in the non-aqueous electrolyte, various positive electrodes may be utilized in the battery of the present invention.

본 발명의 전류생성 전지의 양극에 적당한 양극 활성물질은 일 이상의 금속 이나 금속합금 또는 일 이상의 금속과 일 이상의 합금의 혼합물을 포함하나 이들에 한정되지는 않으며, 상기 금속들은 주기표의 ⅠA 및 ⅡA 군의 금속들로부터 선택된다. 본 발명의 전지에 적당한 앙극 활성물질의 예들은 가령, 리튬 도프의 폴리아세틸렌들, 폴리페닐렌들 폴리피롤들 등 따위의, 알칼리금속 삽입의 도전성 폴리머들 및 알칼리금속 삽입의 흑연들과 탄소들을 포함하나 그들에 한정되지는 않는다. 리튬을 함유하는 양극 활성물질 등이 특히 유용하다. 본 발명의 전지의 양극 용의 우선하는 양극 활성물질들은 리튬금속, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-주석 합금, 리튬삽입의 탄소, 및 리튬삽입의 흑연이다.Suitable positive electrode active materials for the positive electrode of the current-generating cell of the present invention include, but are not limited to, one or more metals or metal alloys or mixtures of one or more metals and one or more alloys. Selected from metals. Examples of positive electrode active materials suitable for the battery of the present invention include conductive polymers of alkali metal insertion and graphites and carbons of alkali metal insertion, such as polyacetylenes of lithium dope, polyphenylenes polypyrroles, etc. It is not limited to them. Particularly useful are positive electrode active materials containing lithium. Preferred positive electrode active materials for the positive electrode of the battery of the present invention are lithium metal, lithium-aluminum alloy, lithium-tin alloy, carbon of lithium insertion, and graphite of lithium insertion.

전류생성 전지 조제 방법Current generation battery preparation method

본 발명의 또 다른 양상은 전류생성 전지을 형성하는 방법으로서, 그 방법은 (ⅰ) 음극의 마련과; (ⅱ) 양극의 마련; 및 (ⅲ) 양극과 음극의 사이에의 비수계 전해질의 개입의 단계들로 이루어지고, 상기 전해질은 점성과 내부 고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및, (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머,를 함유하고, 다관능 모노머는 일 이상의 용매에 용해할 수 있고, 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 것이다.Another aspect of the invention is a method of forming a current generating cell, the method comprising (i) provision of a negative electrode; (Ii) provision of the anode; And (iii) an intervention of the non-aqueous electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, the electrolyte having viscosity and internal resistivity, (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a polyfunctional monomer containing at least two unsaturated aliphatic reactive shares per molecule, wherein the polyfunctional monomer can be dissolved in one or more solvents and rapidly polymerized when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C. This increases the viscosity and internal specific resistance of the electrolyte.

전류생성 전지의 안전을 증대시키는 방법How to increase the safety of current-generating cells

본 발명의 또 다른 양상은, (ⅰ) 점성과 내부 고유저항을 가지고, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및, (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하고, 일 이상의 용매에 용해할 수 있으며, 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 다관능 모노머를 함유하는, 비수계 전해질의 마련; 및, (ⅱ) 상기 전해질을 음극과 양극의 사이에 개입시킴에 의한 상기 전해질의 전류생성 전지 내에의 펀입,의 단계들로 이루어지는, 전류생성 전지의 안전을 증대시키는 방법에 속한다. 일 실시양태에 있어서는, 개시온도에서의 전해질의 신속한 중합에 있어, 전해질의 점성과 내부 고유저항이 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료시키기에 충분한 수준에 증대한다.Another aspect of the invention is that (i) has viscosity and internal resistivity, and (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) more than one unsaturated aliphatic reactivity share per molecule, which can be dissolved in one or more solvents, and rapidly polymerize when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. Preparation of a non-aqueous electrolyte containing a polyfunctional monomer to be added; And (ii) a step of charging the electrolyte into the current generating cell by interposing the electrolyte between the negative electrode and the positive electrode, wherein the safety of the current generating cell is increased. In one embodiment, in the rapid polymerization of the electrolyte at the initiation temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increase to a level sufficient to safely terminate the current generating action of the cell.

본 발명의 몇몇 실시양태들을, 예증의 셈으로 제공하며 한정할 셈이 아닌, 하기의 실시예들에 기술한다.Some embodiments of the invention are described in the following examples, which are provided by way of illustration and not limitation.

실시예 1Example 1

디비닐 에테르들인 에틸렌 글리콜(DVEEG), 디에틸렌 글리콜(DVEDEG), 및 트리에틸렌 글리콜(DVETEG)을 뉴저지, 웨인의 인터내셔널 스페셜리티 프로덕츠로부터 획득하여, 사용전 분자 체 상에서 건조시켜 나트륨 상에서 감압 증류하였다. 수분함량은 15 ppm 이하이었다. 테트라에틸렌 글리콜의 디메틸 에테르(TEGDME, LA, Zachary, Ferro Grant로부터 구득가능)의 (LiN(SO2CF3)2(리튬 이미드, MN, St. Paul, 3M 사로부터 구득가능) 1.0 M 용액의 비수계 액체 전해질을 조제하였다. 본 발명의 비수계 전해질을 마련하기 위해, 이 비수계 전해질에, 디비닐 에테를 첨가하여 혼합하였다. 넷의 상이한 전해질을 조제하였는 데, TEGDME에 대한 디비닐 에테르의 0.211:1 중량비를 가진 각각 DVEEG, DVEDEG와 DVETEG를 가진 것과, DVETEG, 및 TEGDME에 대한 DVEEG의 0.053:1의 중량비를 가진 제 4 용액이었다. TEGDME의 (LiN(SO2CF3)21.0 M 용액의 비수계 액체 전해질을 대조시험 전해질로서 사용하였다.Divinyl ethers ethylene glycol (DVEEG), diethylene glycol (DVEDEG), and triethylene glycol (DVETEG) were obtained from International Specialty Products, Wayne, NJ, dried over molecular sieves prior to use, and distilled under reduced pressure over sodium. The moisture content was 15 ppm or less. 1.0M solution of (LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (lithium imide, MN, St. Paul, 3M) available from dimethyl ether (available from TEGDME, LA, Zachary, Ferro Grant)) of tetraethylene glycol A non-aqueous liquid electrolyte was prepared In order to prepare the non-aqueous electrolyte of the present invention, divinyl ether was added to and mixed with this non-aqueous electrolyte, and four different electrolytes were prepared in which divinyl ether to TEGDME was prepared. A fourth solution having a weight ratio of DVEEG, DVEDEG and DVETEG with a 0.211: 1 weight ratio, respectively, and a weight ratio of 0.053: 1 of DVEEG to DVETEG and TEGDME (LiN (SO 2 CF 3 ) 2 1.0 M solution of TEGDME) The non-aqueous liquid electrolyte of was used as the control test electrolyte.

원소 황(WI, Milwaukee, Aldrich Chemical 사로부터 구즉가능) 50 중량%, SAB-50 도전성 탄소 안료(TX, Baytown, Chevron 사로부터 구득가능한 사세틸렌 블랙의 상표명) 20 중량%, Al2O3(TX, Huston, CONDEA Vista 사로부터 구득가능한 알루미늄 분에 대한 상표, DISPAL 11N7-80) 15 중량%, 폴리에틸렌 옥시드(PEO) 결합제 (PA, Warrington, Polyscience 가로부터 구득가능, 분자량 200,000) 15 중량%의 구성을 가진 합성음극을, 건조 성분을 아세토니트릴 용액에 현탁시키어, 볼밀에서 12 시간동안 혼합및 분쇄함에 의하여 조제하였다. 그 혼합물을 2.5 ㎛ 니켈 포일(PA, Ivy Land, Teledyne-Rodney)의 양측 상에, 닥터 블레이드 기법에 의해 주조하여 실온에서 24 시간동안 건조시켜, 감압하에 60℃에서 1 시간동안 추가 건조를 행하였다. 결과의 음극 두께는 약 1.8 mg/cm2의 활성물질 적재을 가진, 측면마다 약 35 ㎛이었다. 나선상의 AA 전지를 상기 음극, 4 mil 리튬 포일(NC, King Mountain, Cyprus-Foote 사) 양극, 및 25 ㎛ 두께의 CELGARD 2500 세퍼레이터(NC, Charlotte, Hoechst Celanese 사로부터 구득가능한 폴리올레핀 세퍼레이터에 대한 상표)로 조립하였다. 전극 젤리 롤을, 캔 베이스 상에 단선 주조 구멍이 있는 스테인레스 강의, 캔에 삽입하였다. 전지 구멍을, 내부 압력이 600 내지 800 psi 범위인 경우에 전지의 내부 압력을 방출하도록 고안하였다. 다섯 세트의 세 전지를 감압 백 필 기법을 이용하여, 디비닐 에테르 모노머를 함유하는 넷의 상이한 액체 전해질 용액의 각각에 대한 세 AA 전지의 한 세트와, 제어 전해질 용액에 대한 세 AA 전지의 한 세트를 액체 전해질 용액으로 채웠다.Elemental sulfur (WI, Milwaukee, available from Aldrich Chemical) 50% by weight, SAB-50 conductive carbon pigment (TX, trade name for sacetylene black available from Baytown, Chevron) 20% by weight, Al 2 O 3 (TX , Huston, trade mark for aluminum powders available from CONDEA Vista, 15% by weight of DISPAL 11N7-80), 15% by weight of polyethylene oxide (PEO) binder (PA, Warrington, Polyscience, Molecular Weight 200,000) Synthetic cathodes were prepared by suspending the dry component in an acetonitrile solution and mixing and grinding in a ball mill for 12 hours. The mixture was cast on both sides of 2.5 μm nickel foil (PA, Ivy Land, Teledyne-Rodney) by the doctor blade technique and dried at room temperature for 24 hours, followed by further drying at 60 ° C. for 1 hour under reduced pressure. . The resulting cathode thickness was about 35 μm per side, with an active material loading of about 1.8 mg / cm 2 . Spiral AA cells were fabricated from the negative electrode, 4 mil lithium foil (NC, King Mountain, Cyprus-Foote) positive electrode, and 25 μm thick CELGARD 2500 separator (trademark for polyolefin separators available from NC, Charlotte, Hoechst Celanese). Assembled. The electrode jelly roll was inserted into the can, of stainless steel with a single casting hole on the can base. The cell holes were designed to release the internal pressure of the cell when the internal pressure ranged from 600 to 800 psi. Five sets of three cells using a reduced pressure backfill technique, one set of three AA cells for each of four different liquid electrolyte solutions containing divinyl ether monomers, and one set of three AA cells for the control electrolyte solution Was filled with a liquid electrolyte solution.

문제의 디비닐 에테르를 가진 네 세트의 AA 전지의 각각은 60℃ 까지의 온도에서 저장, 방전, 및 충전되는 경우, 양호한 열 안정성을 나타내었다. 450 mA의 방전 전류에서 넷의 반복된 방전 충전 사이클과 2.4 V의 전압까지 275 mA 에서의 테이퍼 충전이 도달하여 2.4 V에서의 세 시간 더 충전을 계속함에 있어, 디비닐 에테르의 디에틸렌 글리콜을 가진 AA 전지는 사이클링에 있어 빈약한 용량 보존을 나타내었다. 비록 DVEDEG를 함유하는 AA 전지의 비용량이 처음의 방전에서 음극에 공여된 원소 황의 그램 당 1099 mAh 평균의 양호한 비용량을 가지었다 해도, 그들은 제 4 사이클의 종료에 의하여 비용량에 큰 손실을 나타내어 이들 전지에 관한 더 이상의 사이클링 또는 안전 시험을 하지 않았다. 디비닐 에테르를 함유하는 AA 전지의 타의 세 셋트는, 표 1에 보인 바와 같이, 처음의 방전에서 양호한 비용량을 나타내었으며, 제 4 사이클의 끝에서 양호한 비용량을 보유하였다. 이들 세 셋트의 AA 전지를 다음 275 mA의 방전 전류에서 10 이상의 사이클 동안 순환하여 250 mA에서의 전압제어 충전으로 2.4 V에 도달하였다. 세 세트의 AA 전지들의 비용량은, 표 1에 보인 바와 같이, 총 14 사이클의 뒤에도 여전히 양호하였으며, 디비닐 에테르의 트리에텔렌 글리콜(DVETEG)을 가진 하나의 전지를 제외하고는, 모두 130℃에서 60분 동안 홋 박스 시험에 종속시키었다. 홋 박스는, 시험 시간에 걸쳐 구멍에서 오븐의 그리고 전지의 온도를 감시하도록 열전쌍으로 폐쇄한 오븐이었다. 홋 박스 시험에 사용되지 않은, DVETEG를 가진 한 전지를 첫번의 네 사이클 동안 같은 방전 및 충전 조건하에 추가의 20 사이클동안 순환시키었다. 이 전지는 그의 15번째서 34번째 사이클까지 안정된 비용량을 나타내었다.Each of the four sets of AA cells with the divinyl ether in question showed good thermal stability when stored, discharged, and charged at temperatures up to 60 ° C. Four repeated discharge charge cycles at a discharge current of 450 mA and taper charge at 275 mA until a voltage of 2.4 V have been reached to continue charging for three more hours at 2.4 V, with diethylene glycol of divinyl ether. AA cells showed poor capacity retention in cycling. Although the specific capacity of AA cells containing DVEDEG had a good specific capacity of 1099 mAh average per gram of elemental sulfur donated to the cathode at the first discharge, they showed a large loss in specific capacity by the end of the fourth cycle. No further cycling or safety testing of the cell was made. The other three sets of AA cells containing divinyl ether showed good specific capacity at the first discharge, as shown in Table 1, and had good specific capacity at the end of the fourth cycle. These three sets of AA cells were then cycled for at least 10 cycles at a discharge current of 275 mA to reach 2.4 V with voltage controlled charging at 250 mA. The specific capacity of the three sets of AA cells was still good after a total of 14 cycles, as shown in Table 1, and all were 130 ° C. except for one cell with triethylene glycol (DVETEG) of divinyl ether. Was subjected to the hot box test for 60 minutes at. The hot box was an oven closed with thermocouples to monitor the temperature of the oven and of the cells in the holes over the test time. One cell with DVETEG, not used in the hot box test, was cycled for an additional 20 cycles under the same discharge and charge conditions for the first four cycles. This cell showed a stable specific capacity from its 15th to 34th cycles.

130℃에서의 60분 동안의 시험은 액체 전해질에 공여된 디비닐 에테르를 가진 세 세트의 AA 전지들 중에서 차이를 보였다. DVETEG를 가진 두 전지는 13 내지 15분의 시험후 불이 붙어 안전시험을 실패하였다. TEGDME 용매에 대한 저 중량비의 DVEEG를 가진 세 전지에 대하여는 구멍내기를 관측하지 못하였으며, 오븐의 온도 130℃를 초과하는 전지온도도 없이 안전시험을 통과하였다. 홋 박스 시험 완료후의 세 세트 모두의 AA 전지의 시험은, 모든 전지에 있어서, 액체 전해질이 겔로 변하였음을 보였다. 이와는 달리 TEGDME 제어 전해질을 가진 모든 전지는 불로 구멍냄에 의하여 홋 박스 안전 시험을 실패하였다.The 60 minute test at 130 ° C. showed a difference among three sets of AA cells with divinyl ether donated in liquid electrolyte. Both cells with DVETEG were on fire after 13 to 15 minutes of testing and failed the safety test. The puncture was not observed for the three cells with low weight ratio DVEEG to TEGDME solvent and passed the safety test without cell temperature exceeding 130 ° C in the oven. Testing of all three sets of AA cells after completion of the hot box test showed that for all cells the liquid electrolyte turned to gel. In contrast, all cells with TEGDME-controlled electrolytes failed the hot box safety test by puncturing with fire.

디비닐 에테르를 함유하는 전해질을 가진 전지들에 대한 시험 데이터Test data for batteries with electrolytes containing divinyl ether 진지 No.Seriousness No. 디비닐에테르Divinyl ether EGDME에 대한디비닐 에테르의중량비Weight ratio of divinyl ether to EGDME 제 1의 방전mAh/gPrimary discharge mAh / g 제 14의 방전nAh/g14th discharge nAh / g 130℃홋 박스 시험130 degrees Celsius hot box test 1One DVEEGDVEEG 0.2110.211 910910 516516 구멍남Hole 22 DVEEGDVEEG 0.2110.211 939939 642642 구멍남Hole 33 DVEEGDVEEG 0.2110.211 933933 598598 구멍남Hole 44 DVEDEGDVEDEG 0.2110.211 10701070 데이터 없음no data 시험하지않음Not tested 55 DVEDEGDVEDEG 0.2110.211 11281128 데이터 없음no data 시험하지않음Not tested 66 DVEDEGDVEDEG 0.2110.211 11001100 데이터 없음no data 시험하지않음Not tested 77 DVETEGDVETEG 0.2110.211 974974 661661 실패, 불Failure, fire 88 DVETEGDVETEG 0.2110.211 10021002 699699 실패, 불Failure, fire 99 DVETEGDVETEG 0.2110.211 10421042 750750 시험하지않음Not tested 1010 DVEEGDVEEG 0.0530.053 980980 519519 구멍없음No hole 1111 DVEEGDVEEG 0.0530.053 904904 498498 구멍없음No hole 1212 DVEEGDVEEG 0.0530.053 988988 538538 구멍없음No hole

디비닐 에테르의 중합은 발열과정인 것으로 알려져 있다. 디비닐 에테르의 성질과 농도에 따라서는, 중합의 발열열은 전지가 안전하게 제어되거나 종료되기 전에 전지온도를 증대시키어 홋 박스 안전시험의 실패원인이 되기에 충분히 높고신속할 수도 있다. DVEEG의 양의 TEGDME 용매에 대한 중량비 0.211;1로부터 아래로 0.053;1 감소는 홋 박스 안전시험중 전지를 안정화하고 홋 박스의 온도 130℃ 이상, 온도가 올라가지 않고 전지를 폐쇄하기에 족하였다. 비록 액체 전해질의 안전동작에 있어서의 대단한 역할을 한다해도, 디비닐 에테르(DVEEG)의 농도가 전기화학적 성능에 관한 무가치한 효과만을 가졌음을 아는 것이 중요하다. 이러한 결과는 디비닐 에테르 모노머 따위의, 다기능 불포화 지방족 반응성 모노머를 가진 비수계 전해질의 특성이 조정될 수도 있어 전기화학적 성능과 안전의 효과적인 조합을 제공하게 된다는 것을 말한다.Polymerization of divinyl ether is known to be exothermic. Depending on the nature and concentration of the divinyl ether, the exothermic heat of the polymerization may be high and rapid enough to increase the cell temperature before the cell is safely controlled or terminated, causing failure of the hot box safety test. A decrease of 0.053; 1 from 0.211; 1 in weight ratio to TEGDME solvent in the amount of DVEEG was sufficient to stabilize the cell during the hot box safety test and to close the cell without increasing the temperature of the hot box above 130 ° C. Although it plays a great role in the safe operation of liquid electrolytes, it is important to know that the concentration of divinyl ether (DVEEG) had only a valueless effect on electrochemical performance. These results indicate that the properties of non-aqueous electrolytes with multifunctional unsaturated aliphatic reactive monomers, such as divinyl ether monomers, may be tuned to provide an effective combination of electrochemical performance and safety.

DVEEG(5.3%)를 가진 전해질의 이온 도전성은 액체 상태에서 3.0 mS/cm이었다. 그 이온 도전성은 겔 형태에서 1.3 mS/cm로 감소되었다.The ionic conductivity of the electrolyte with DVEEG (5.3%) was 3.0 mS / cm in the liquid state. The ion conductivity was reduced to 1.3 mS / cm in gel form.

실시예 2Example 2

대조시험 전해질로서, 1,2-디메톡시에탄(DME) 50 체적%, 1.3-디옥솔란(1,3-DOL) 45 체적% 및 오르토-크실렌 5 체적%의 LiSO3CF3(MN, St.Paul, 3M 사로부터 구득가능한, 리튬 트리플레이트) 1.3 M 용액의 비수계 전해질을 조제하였다. 5 체적%의 DME(그룹 1)나 5 체적%의 1,3-DOL(그룹 2)를 디비닐 에테르의 트리에틸렌 글리콜(DVETEG)로 대체한 두 전해질을 표준방법으로 조제하였다. 각 그룹의 전해질 구성과 제어는 표 2에 요약돼 있다.As a control electrolyte, LiSO 3 CF 3 (MN, St. Chem.) Of 50 vol% of 1,2-dimethoxyethane (DME), 45 vol% of 1.3-dioxolane (1,3-DOL) and 5 vol% of ortho-xylene. A non-aqueous electrolyte of lithium triflate) 1.3 M solution, available from Paul, 3M, was prepared. Two electrolytes in which 5 volume% DME (group 1) or 5 volume% 1,3-DOL (group 2) were replaced with triethylene glycol (DVETEG) of divinyl ether were prepared by standard methods. The electrolyte composition and control of each group is summarized in Table 2.

전해질 구성Electrolyte Composition ]전지 그룹 Battery Group DME체적% DME Volume% 1,3-DOL체적% 1,3-DOL Volume% O-XYL체적% O-XYL Volume% DVETEG체적% DVETEG Volume% 그룹 1Group 1 5050 4545 55 00 그룹 1Group 1 4545 4545 55 55 그룹 2Group 2 5050 4040 55 55

60%의 원소 황, 10%의 도전성 안료(PRINTEX XE-2, OH, Akron, Degussa 사로부터 구득가능한 탄소안료의 상표), 20%의 비활성화 탄소 나노파이버(PYROGRAF-Ⅲ, OH, Cedarville, Applied Sciences 사로부터 구득가능한 탄소 나노파이버의 상품명), 5%의 SiO2(AEROSIL 380, OH, Akron, Degussa 사로부터 구득가능한 실리카의 상표), 5%의 폴리테트라플루오로에틸렌 결합제(TEFLON, DE, Wilmington, DuPont 사로부터 구득가능한 PTFE 폴리머의 상표)의 (건조중량 토대의) 구성을 가진 합성음극을, 분산매체로서 이소프로파놀를 사용하여 표준 페이스트법에 의해 조제하여, 175 ㎛의 알루미늄 EXMET(CT, Naugatuck, EXMET 사로부터 구둑가능한 금속격자 집전장치의 상표) 집전장치 상에 Rondo 압출기법으로 압출하였다. 음극을 감압하에 60℃에서 1 시간 건조시키었다. 그 결과의 건조 음극은 3.0 mg/cm2의 활성 음극 재료 적재밀도를 가진 200 ㎛의 범위의 총 두께를 가지었다. 나선상 AA 전지들을 합성 황 음극, 25 ㎛ E25 SETELA 세퍼레이터(일본 도쿄, Tonen Chemical 사로부터 구득가능하며 또한 NY, Pittsford, Films Division, Mobil Chemical 사로부터도 구득가능한 폴리올레핀 세퍼레이터의 상표), 및 100 ㎛ Li 포일 양극으로 조립하였다. 전극 젤리 롤을, 실시예 1에 기술한 바와 같이, 스테인레스 캔에 삽입하였다. 전지들을 대조시험 액체 전해질이나 5 체적%의 DVETEG를 함유하는 전해질 중의 하나로, 배큐엄 백 필링 기법에 의하여 채웠다.60% elemental sulfur, 10% conductive pigments (trademarks of carbon pigments available from PRINTEX XE-2, OH, Akron, Degussa), 20% inert carbon nanofibers (PYROGRAF-III, OH, Cedarville, Applied Sciences Commercially available carbon nanofibers), 5% SiO 2 (trademark of AEROSIL 380, OH, Akron, silica available from Degussa), 5% polytetrafluoroethylene binder (TEFLON, DE, Wilmington, Synthetic cathode having a composition (based on dry weight) of PTFE polymer available from DuPont, was prepared by standard paste method using isopropanol as a dispersion medium, and 175 µm aluminum EXMET (CT, Naugatuck) , A trademark of a metal grid current collector which can be dumped from EXMET. The negative electrode was dried at 60 DEG C for 1 hour under reduced pressure. The resulting dry cathode had a total thickness in the range of 200 μm with an active cathode material loading density of 3.0 mg / cm 2 . Spiral AA cells were prepared from synthetic sulfur anodes, 25 μm E25 SETELA separators (trademark of polyolefin separators available from Tonen Chemical, Tokyo, Japan and also available from NY, Pittsford, Films Division, Mobil Chemical), and 100 μm Li foil Assembled with positive electrode. An electrode jelly roll was inserted into a stainless can, as described in Example 1. The cells were charged by either the control liquid electrolyte or the electrolyte containing 5% by volume of DVETEG by the Baumum bag peeling technique.

전지들을 100과 165 mA 충전 방전 속도로 각각 5 사이클 순환시키었다. 각 전해질 형식화와 대조시험을 나타내는 한 지의 비방전 용량을 도 에 나타내 있다. 대조시험 전해질을 가진 전지들과 DVETEG를 함유한 전해질을 가진 전지들 간에는 사이클링 동작과 비용량에 있어서 현저한 차이가 관측되지 않았다. 제 5 사이클의 끝에서 전지들을 바꾸었고 130℃, 60분 홋 박스 안전시험을 행하였다. 안전시험의 결과를 표 3에 요약하여 있다.The cells were cycled 5 cycles at 100 and 165 mA charge discharge rates, respectively. The specific discharge capacity of one sheet showing each electrolyte formalization and control test is shown in the figure. No significant difference was observed in cycling behavior and specific capacity between the cells with the control test electrolyte and those with the electrolyte containing DVETEG. At the end of the fifth cycle the cells were changed and a 130 ° C., 60 minute hot box safety test was performed. The results of the safety test are summarized in Table 3.

130℃, 60분, 홋 박스 안전시험 결과130 ℃, 60 minutes, hot box safety test result 전지 그룹Battery group 전지의 수Number of batteries 통과Pass 실패failure 제 어Control 00 22 그룹 1Group 1 22 00 그룹 2Group 2 22 00

도조시험 전해질을 가진 전지들은 불로 구멍이나 안전시험을 실패하였다. 오븐의 의존을 나타내는 시험 데이터, 케이스 온도 및 전지 전압 대 대조시험 그룹중의 하나의 전지에 대한 시간을 도 2에 보인다. 약 47 분에서 스파이크들은 전지구멍을 보인다. DVTEG 5 체적%를 포함하는 전해질을 가진 그룹 1 및 2의 전지는 구멍남이 없이 안전시험에 합격하였다. 오븐의 의존을 나타내는 시험 데이터, 케이스 온도 및 전지 전압 대 그룹 1의 하나의 전지에 대한 시간을 도 3에 보인다.Dojo test The batteries with electrolyte failed holes or safety tests. Test data indicating the dependence of the oven, case temperature, and cell voltage versus time for one cell in the control test group are shown in FIG. 2. At about 47 minutes, the spikes show holes in the cell. The cells of groups 1 and 2 with electrolyte containing 5% by volume of DVTEG passed the safety test without holes. Test data showing the dependence of the oven, case temperature and cell voltage versus time for one cell in group 1 are shown in FIG. 3.

전해질의 겔화는 전지가 개방된 경우에 일어나는 것으로 관측되었다. 130℃에서, 겔을 형성하게 될 전해질의 중합은 홋 박스 시험에 관련하게 약 10분 내에일어나야 한다. 100℃에서, 디비닐 에스테르가 공여된 전해질의 중합의 개시는 전형적으로 약 15 내지 20분을 필요로 한다. 유효 개시제의 존재하에서, 갤화 과정의 속도는 증대되어, 예를 들어, 130℃에서 5 내지 30초 내에 전형적으로 일어난다.Gelation of the electrolyte was observed to occur when the cell was open. At 130 ° C., the polymerization of the electrolyte that will form the gel should occur within about 10 minutes in relation to the hot box test. At 100 ° C., the initiation of the polymerization of the electrolyte donated with the divinyl ester typically requires about 15 to 20 minutes. In the presence of an effective initiator, the speed of the galvanization process is increased, typically occurring within 5 to 30 seconds, for example at 130 ° C.

문제의 디비닐 에테르를 가진 이들 액체 전해질의 도전성은 중합전 8-12 mS/cm의 범위 그리고 중합 또는 겔화후 1-3 mS/cm의 범위인 것으로 관측되었다.The conductivity of these liquid electrolytes with the divinyl ether in question was observed to be in the range of 8-12 mS / cm before polymerization and in the range of 1-3 mS / cm after polymerization or gelation.

실시예 3Example 3

95 체적%의 DME와 5 체적%의 O-XYL의 1.3 M 리튬 이미드의 비수계 대조시험 전해질 용액을 조제하였다. 5 체적%(그룹 3)나 11 체적% DME를 DVETEG로 대체한 둘의 비수계 전해질 용액을 또한 조제하였다.A non-aqueous control electrolyte solution of 95 vol% DME and 5 vol% O-XYL 1.3 M lithium imide was prepared. Two non-aqueous electrolyte solutions were also prepared in which 5 volume% (group 3) or 11 volume% DME was replaced with DVETEG.

60 중량%의 원소 황, 20 중량%의 비활성 탄소 나노파이버(PYROGRAF-Ⅲ), 10 중량%의 PRINTEXE-2 탄소안료, 5 중량%의 SiO2(MA, Billerica, Cabot 사로부터 EH-5 CARBOSIL의 상표로 구둑가능한 실리카), 및 5 중량%의 TEFLON 결합제, 두께 250 ㎛ 및 3.3 mg/cm2의 활성 음극 재료 적재밀도의 구성을 가진 합성 페이스트 음극들의 W나선상의 AA 전지들을 실시예 2에 기술한 바와 같이 조제하였다. 각 그룹과 대조시험을 위한 네 전지를 배큐업 백 필링에 의해 전해질로 채웠다.60% by weight of elemental sulfur, 20% by weight of inert carbon nanofibers (PYROGRAF-III), 10% by weight of PRINTEXE-2 carbon pigments, 5% by weight of SiO 2 (MA, Billerica, Cabot) W spiral spiral cells of synthetic paste anodes having the composition of a commercially available silica), and 5% by weight of a TEFLON binder, a thickness of 250 μm and an active cathode material loading density of 3.3 mg / cm 2 , are described in Example 2. As prepared. Four cells for each group and control test were filled with electrolyte by back-up back filling.

전지들을, 130℃ 홋 박스 안전 시험을 하기 전에 165 mA의 방전속도와 75 mA의 충전속도로 10 사이클 동안 순환시키었다. 시험결과를 표 4에 요약한다.The cells were cycled for 10 cycles at a discharge rate of 165 mA and a charge rate of 75 mA before the 130 ° C. hot box safety test. The test results are summarized in Table 4.

전해질 구성Electrolyte Composition 전지 그룹Battery group DME체적% DME Volume% O-크실렌체적% O-xylene volume% DVETEG 체적% DVETEG volume% 10번째 사이클총용량mAh 10th cycle total capacity mAh 130℃홋박스안전시험: 전지의 수130 ℃ Hot Box Safety Test: Number of Batteries 통과Pass 실패failure 제 어Control 9595 55 00 753, 728,670, 673753, 728,670, 673 1One 33 그룹 3Group 3 9090 55 55 654, 630,608, 609654, 630, 608, 609 33 1One 그룹 4Group 4 8484 55 1111 529, 639,623, 550529, 639,623, 550 1One 33

대조시험 전지들은 75%의 실패율을 보인 한편 5% DVETEG를 가진 전해질의 것들은 75%의 합격률을 가지어, 디비닐 에테르를 함유하는 전해질을 가진 전지들의 안전 향상을 나타내고 있다. 11% DVETEG를 가진 전해질의 네 전지는 대조시험 전지에 대하여 관측된 바와 같은 75%의 실패율을 가지었다. 큰 비율의 DVETEG를 함유하고 있는 전지들의 높은 실패율은 디비닐 에테르의 중합의 발열효과에 의해 설명될 수도 있다.Control cells showed a 75% failure rate, while those with an electrolyte with 5% DVETEG had a pass rate of 75%, indicating a safety improvement for batteries with electrolytes containing divinyl ether. Four cells of electrolyte with 11% DVETEG had a 75% failure rate as observed for the control cell. The high failure rate of batteries containing a large proportion of DVETEG may be explained by the exothermic effect of the polymerization of divinyl ether.

실시예 4Example 4

DVETEG를 가진 리튬 이미드와 DVETEG를 가지지 않은 리튬 이미드의 1.15 M 용액들의 비수계 액체 전해질을 대조표준으로서, 표 5에 보인 바와 같이 조제하였다. 실시예 3의 음극 형식(활성 재료 적재 3.2 mg/cm2)을 가진, 나선상의 AA 전지들을 조립하여 실시예 3에 기술한 바와 같이 전해질을 채웠다. 그 전지들을 60 분 간의 130℃ 홋 박스 안전시험을 하기 전에, 165 mA의 방전속도와 75 mA의 충전속도로 10 사이클을 순환시키었다.A non-aqueous liquid electrolyte of 1.15 M solutions of lithium imide with DVETEG and lithium imide without DVETEG was prepared as shown in Table 5 as a control. Spiral AA cells of the negative electrode type of Example 3 (active material loading 3.2 mg / cm 2 ) were assembled to fill the electrolyte as described in Example 3. The cells were cycled 10 cycles at a discharge rate of 165 mA and a charge rate of 75 mA before a 60 minute 130 ° C. hot box safety test.

전해질 구성Electrolyte Composition 전지battery 그룹group DME 체적% DME volume% TEGDME 체적% TEGDME volume% O-XYL 체적% O-XYL volume% Sulfolane체적% Sulfolane Volume% 1,3-DOL체적% 1,3-DOL Volume% DVETEG 체적% DVETEG volume% 10번째 사이클 총 용량mAh 10th cycle total capacity mAh 제 어Control 2020 2020 55 55 5050 00 760, 780760, 780 그룹 5Group 5 2020 2020 55 55 4545 55 610, 620610, 620 그룹 6Group 6 2020 1515 55 55 5050 55 610, 550610, 550 그룹 7Group 7 2020 2020 55 00 5050 55 570570

전해질에 디비닐 에테르를 함유한 전지들은, 표 6에 보인 바와 같이 130℃, 60분, 홋 박스 안전시험을 합격하였는 데 반하여, 대조시험 전지들 모두는 실패하였다.Cells containing divinyl ether in the electrolyte passed the hot box safety test at 130 ° C. for 60 minutes, as shown in Table 6, whereas all control cells failed.

130℃, 60분, 홋 박스 안전시험 결과130 ℃, 60 minutes, hot box safety test result 전지 그룹Battery group 전지의 수Number of batteries 합 격pass 실 패failure 제 어Control 00 22 그룹 5Group 5 22 00 그룹 6Group 6 22 00 그룹 7Group 7 1One 00

실시예 5Example 5

3:1:1의 체적비의 DVETEG/1,4-시클로헥산디메타놀 에테르의 디비닐 에테르/디알릴 에테르인, 세 다관능 모노머들의 혼합물을 가진 리튬 이미드와 가지지 않은 리튬 이미드의 1.3 M 용액의 비수계 액체 전해질들을 표 7에 보인 바와 같이 조제하였다.1.3 M solution of lithium imide with and without lithium imide with a mixture of three polyfunctional monomers which is a divinyl ether / diallyl ether of DVETEG / 1,4-cyclohexanedimethanol ether in a volume ratio of 3: 1: 1 The non-aqueous liquid electrolytes of were prepared as shown in Table 7.

전해질 구성Electrolyte Composition 전지battery 그룹group DME 체적% DME volume% 1,3-DOL체적% 1,3-DOL Volume% O-XYL 체적% O-XYL volume% 배합 모노머 첨가제 체적% combination Monomer additive volume% 5번째 사이클 총 용량mAh 5th cycle total capacity mAh 제 어Control 4545 5050 55 00 703, 711703, 711 그룹 8Group 8 4545 4545 55 55 724, 670724, 670 그룹 9Group 9 4040 5050 55 55 670, 684670, 684 그룹 10Group 10 4040 4545 55 1010 시험안함No test

나선상의 AA 전지들을, 65 중량%의 탄소-황 폴리머("전기화학 전지에 사용하는 전기활성, 에너지 저장, 고 교차결합, 폴리황화물함유 유기 폴리머" 제하의, 고르코벤코 및 그외의 공통 양수인의 미국 특허출원 SN 08/995,122의 실시예 2에 기술된 공정으로 제조), 10 중량%의 도전성 탄소 안료 (PRINTEX XE-2), 20 중량%의 PYROGRAF-Ⅲ 탄소 나노파이버, 5중량%의 PEO(분자량 200,000, PA, Warrington, Polysciences 사로부터 구득가능), 및 실시예 2에 기술한 방법으로 조제한 5 중량%의 TEFLON 폴리머의 합성 페이스트 음극 구성으로, 실시예 2에 기술한 바와 같이 조립하였다. 탄소-황 폴리머의 적재는 3.6 mg/cm2이었다.Spiral AA cells were manufactured by Gorcobenco and other common assignees under 65 weight percent carbon-sulfur polymer ("electroactive, energy storage, high cross-linked, polysulfide-containing organic polymer for electrochemical cells"). Prepared by the process described in Example 2 of US patent application SN 08 / 995,122), 10 wt% conductive carbon pigment (PRINTEX XE-2), 20 wt% PYROGRAF-III carbon nanofiber, 5 wt% PEO ( Molecular weight 200,000, available from PA, Warrington, Polysciences), and a synthetic paste negative electrode composition of 5% by weight of TEFLON polymer prepared by the method described in Example 2, assembled as described in Example 2. The loading of carbon-sulfur polymer was 3.6 mg / cm 2 .

그 전지들을 실시예 3에 기술한 바와 같은 전해질로 채웠다. 전지들을 첫번 사이클에 대해 1.25와 3.0 V 차단(150% 과충전)까지 100 mA의 방전과 충전의 속도로, 그 다음 후속 사이클들에 대해 150% 과충전(1.25와 3.0 V 차단)까지 165 mADC 평균에 상당하는 GSM 펄스 방전하에, 순환시키었다. 5 번째 사이클 후, 전지들을 60분 동안 130℃ 홋 박스 안전시험하였다. 그 결과를 표 8에 보인다.The cells were filled with an electrolyte as described in Example 3. The cells correspond to an average of 165 mADC at a rate of 100 mA discharge and charge up to 1.25 and 3.0 V shutoff (150% overcharge) for the first cycle and 150% overcharge (1.25 and 3.0 V shutoff) for subsequent cycles. Circulated under GSM pulse discharge. After the fifth cycle, the cells were tested for 130 minutes hot box safety for 60 minutes. The results are shown in Table 8.

130℃, 60분, 홋 박스 안전시험 결과130 ℃, 60 minutes, hot box safety test result 전지 그룹Battery group 전지의 수Number of batteries 합 격pass 실 패failure 제 어Control 1One 1One 그룹 8Group 8 22 00 그룹 8Group 8 22 00 그룹 10Group 10 1One 00

셋의 상이한 다관능 모노머들의 혼합물을 가진 전지들은 안전동작을 보이었음에 반하여, 대조시험 전지들은 보다 낮은 안전동작을 드러내었다.Cells with a mixture of three different polyfunctional monomers exhibited safe operation, whereas control cells exhibited lower safe operation.

실시예 6Example 6

50 체적%의 1,3-DOL, 45 체적%의 DME, 및 5 체적%의 디비닐 에테르의 트리에틸렌 글리콜(DVETEG)의 리튬 이미드의 0.75 M 용액의 비수계 액체 전해질을 조제하였다. 대조시험으로서는, 50 체적%의 1,3-DOL과, 50 체적%의 DME의 리튬 이미드의 0.75 M 용액의 비수계 액체 전해질을 사용하였다.A non-aqueous liquid electrolyte was prepared in a 0.75 M solution of lithium imide of 50 vol% 1,3-DOL, 45 vol% DME, and 5 vol% divinyl ether of triethylene glycol (DVETEG). As a control test, a non-aqueous liquid electrolyte of 0.75 M solution of 50 vol% 1,3-DOL and 50 vol% DME lithium imide was used.

각주 형 인자 전지들을, 용매로서 이소프로파놀을 사용하여 실시예 1에 기술된 방법으로 조제하여, 전류 집전장치로서 18 ㎛ 도전성 탄소 피복 알루미늄 포일(생산번호 60303. MA, South Hadley, Rexam Graphics로부터 구득가능)의 양측에 주조한, 75%의 원소 황, 20%의 도전성 탄소 안료(PRINTEX XE-2) 및 5%의 비활성 탄소 나노파이버(PYROGRAF-Ⅲ)의 구성(건조 중량 토대)을 가진 합성음극과, 2 밀 리튬 포일 양극, 및 E25 SETELA나 CELGARD 세퍼레이터로 조립하였다. 전지들을 DVETEG 함유 액체 전해질이나 대조시험 전해질로, 감압 백 필 기법에 의하여 채웠다. 전질들을 100, 150, 200 또는 300 mA의 충전속도와 150, 200, 250, 350 또는 500 mA의 속도로 4 및 19 사이클 사이동안 순환시키었다. 시험 및 대조시험 전지들 양자의 용량은 안전시험전의 최종 사이클에서 250 내지 1200 mAh의 범위이었다. 최종 충전사이클 후 전지들을 60분 간 130℃ 홋 박스 안전시험하였다.Footnote type printing cells were prepared by the method described in Example 1 using isopropanol as a solvent and obtained from an 18 μm conductive carbon coated aluminum foil (Product No. 60303. MA, South Hadley, Rexam Graphics) as a current collector. Composite cathode, composed of 75% elemental sulfur, 20% conductive carbon pigment (PRINTEX XE-2) and 5% inert carbon nanofiber (PYROGRAF-III) cast on both sides And a 2 mil lithium foil positive electrode and an E25 SETELA or CELGARD separator. The cells were filled with a DVETEG containing liquid electrolyte or control test electrolyte by the reduced pressure backfill technique. All materials were circulated between 4 and 19 cycles at a charge rate of 100, 150, 200 or 300 mA and at a rate of 150, 200, 250, 350 or 500 mA. The capacity of both test and control test cells ranged from 250 to 1200 mAh in the final cycle before safety testing. After the final charge cycle the cells were tested for 130 minutes hot box safety for 60 minutes.

대조시험 전해질을 가진 비교의 전지들은 불로 구멍냄에 의해 75% 실패를 보인 반면, 5%의 디비닐 에테르의 트리에틸렌 글리콜을 함유하는 액체 전해질을 가진 전지들은 88%의 합격률을 나타내어, 다관능 모노머를 함유하는 비수계 전해질의 뛰어난 안전동작를 보이고 있다.Comparative cells with control electrolytes showed 75% failure by blasting with fire, whereas cells with liquid electrolytes containing 5% triethylene glycol of divinyl ether showed a pass rate of 88%, resulting in a polyfunctional monomer. It shows an excellent safe operation of the non-aqueous electrolyte containing.

실시예 7Example 7

실시예 6에 기술한 바와 같은 둘의 전지를 25 사이클 동안 순환시키었다. 다음, 그 전지들을 충전상태로, 6일간 55℃의 온도에 방치하였다. 이 정지기간 후, 그 전지들의 순환을 다시 시작하였다. 전지들의 비용량은 5 사이클 후 그들의 정지전의 값으로 돌아왔다. 대조시험 전지들은 같은 방응을 정확히 나타내었다. 그 결과들은, 다관능 모노머를 함유하는 비수계 전해질을 가지거나 가지지 않은 전지들에 대해 55℃로 6일간 저장한 경우, 전지 성능에는 악영향이 없음을 말한다.Two cells as described in Example 6 were cycled for 25 cycles. Then, the batteries were left at a temperature of 55 ° C. for 6 days in a charged state. After this pause, the cycles of the cells were restarted. The specific capacity of the cells returned to their pre-stop value after 5 cycles. Control cells showed exactly the same response. The results indicate that there was no adverse effect on cell performance when stored at 55 ° C. for 6 days for batteries with or without a non-aqueous electrolyte containing a polyfunctional monomer.

본 발명은, (a) 일 이상의 용매들과; (b) 일 이상의 이온염들; 및, (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머를 함유하는 비수계 전해질에 관한 것으로, 그 다관능 모노머는, 일 이상의 용매들에 용해할 수있고, 100℃ 이상의 개시온도에 전해질이 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 것이다. 다관능 반응성 모노머는, 비수계 전해질에 통합되는 경우, 전해질의 점성과 내부 고유저항을 증대시키도록 상승 온도에서 신속히 중합함에 의하여 전류생성 전지의 안전을 향상시킨다.The present invention provides a composition comprising (a) one or more solvents; (b) one or more ionic salts; And (c) a non-aqueous electrolyte containing a polyfunctional monomer containing at least two unsaturated aliphatic reactive shares per molecule, the polyfunctional monomer being soluble in one or more solvents and having an onset temperature of at least 100 ° C. The polymer is rapidly polymerized when the electrolyte is heated to increase the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. When incorporated into a non-aqueous electrolyte, the polyfunctional reactive monomer improves the safety of the current generating cell by rapidly polymerizing at elevated temperatures to increase the viscosity and internal resistivity of the electrolyte.

본 발명을 상세히 그의 특정 실시양태들에 관하여 설명하였는 바, 기술에 숙련한 이들에게는 본 발명의 정신과 범위를 일탈함이 없이 각종 변경과 변형이 이루어질 수 있음이 명료해질 것이다.Having described the invention in detail with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (84)

(ⅰ) 음극과;(Iii) a cathode; (ⅱ) 양극; 및(Ii) an anode; And (ⅲ) 상기 음극과 상기 양극 간에 넣은 비수 전해질,(Iii) a nonaqueous electrolyte placed between the cathode and the anode, 을 함유하고, 상기 전해질은, 점성과 내부 고유저항을 가지고,And the electrolyte has viscosity and internal resistivity, (a) 일 이상의 용매들과;(a) one or more solvents; (b) 일 이상의 이온염들; 및(b) one or more ionic salts; And (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하는 다관능 모노머로 이루어지고, 그 다관능 모노머는, 일 이상의 용매들에 용해할 수 있고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 상기 진해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대시키는,(c) a polyfunctional monomer containing at least two unsaturated aliphatic reactive shares per molecule, the polyfunctional monomer being capable of dissolving in one or more solvents and rapidly when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C. By polymerizing, to increase the viscosity and the internal resistivity of the electrolyte solution, 전류생성 전지.Current generating cell. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개시온도에서의 상기 전해질의 신속한 중합에 있어, 상기 전해질의 점성과 내부 고유저항이, 상기 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료시키기에 충분한 수준에 증대하는, 전류생성 전지.In the rapid polymerization of the electrolyte at the start temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increase to a level sufficient to safely terminate the current generating action of the battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응성 몫은The reactive share is 비닐(CH2=CH-),Vinyl (CH 2 = CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-),Allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), 비닐 에테르(CH2=CH-O-),Vinyl ether (CH 2 = CH-O-), 알릴 에테르(CH2=CH-CH2-O-),Allyl ether (CH 2 = CH-CH 2 -O-), 알릴 에스테르(CH2=CH-CH2-C(O)-O-),Allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-),Allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-),Acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-),Acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-),Acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-),Methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), 메타릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및Methacrylate (CH 2 ═C (CH 3 ) —C (O) —O—), and 크로톡실(CH3-CH=C(CH3)-C(O)-),Crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 3 ) -C (O)-), 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전류생성 전지.A current generating battery selected from the group consisting of. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모노머는 다관능 비닐 에테르 모노머인 전류생성 전지.The polyfunctional monomer is a current-generation battery is a polyfunctional vinyl ether monomer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모노머는 디비닐 에테르 모노머들, 트리비닐 에테르 모노머들, 및 테트라비닐 에테르 모노머들로 이루어지는 군으로부터 선택된 다관능 비닐 에테르인 전류생성 전지.Wherein said multifunctional monomer is a polyfunctional vinyl ether selected from the group consisting of divinyl ether monomers, trivinyl ether monomers, and tetravinyl ether monomers. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모노머는 디비닐 에테르 모노머인 전류생성 전지.The polyfunctional monomer is a divinyl ether monomer current generating battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모노머는The polyfunctional monomer is 디비닐 에테르의 에틸렌 글리콜,Ethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 디에틸렌 글리콜,Diethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 트리에틸렌 글리콜,Triethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 테트라에틸렌 글리콜,Tetraethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 1,4-부탄디올, 및1,4-butanediol of divinyl ether, and 디비닐 에테르의 1,4-시클로헥산디메타놀1,4-cyclohexanedimethanol of divinyl ether 로 이루어지는 군으로부터 선택된 디비닐 에테르인 전류생성 전지.A current generating cell which is divinyl ether selected from the group consisting of. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은 액체 전해질들, 겔 폴리머 전해질들, 및 고체 폴리머 전해질들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전류생성 전지.Wherein said electrolyte is selected from the group consisting of liquid electrolytes, gel polymer electrolytes, and solid polymer electrolytes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은 액체 전해질인 전류생성 전지.And the electrolyte is a liquid electrolyte. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 일 이상의 용매들은 N-메틸 아세타미드, 아세토니트릴, 유기 카르보네이트, 설폴란, 설폰, N-알킬 피롤리돈, 디옥솔란, 글림, 실록산 및 크실렌으로 이루어지는 군으로부터 선택된 용매를 함유하는 전류생성 전지.The at least one solvent is a current containing a solvent selected from the group consisting of N-methyl acetamide, acetonitrile, organic carbonate, sulfolane, sulfone, N-alkyl pyrrolidone, dioxolane, glim, siloxane and xylene Produce battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 일 이상의 이온염들은 리튬 염을 함유하는 전류생성 전지.Wherein said at least one ion salt contains a lithium salt. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 리튬 염은 LiClO4, LiAsF6, LiSO3CF3, LiSO3CH3, LiBr, LiI, LiSNC, LiBF4LiB(페닐)4, LiPF6, LiC(SO2CF3)3, LiN(SO2CF3)2,The lithium salt is LiClO 4 , LiAsF 6 , LiSO 3 CF 3 , LiSO 3 CH 3 , LiBr, LiI, LiSNC, LiBF 4 LiB (phenyl) 4 , LiPF 6 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , And 로 이루어지는 군으로터 선택되는 전류생성 전지.A current generating battery selected from the group consisting of. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.01:1 내지 0.25:1의 범위인 전류생성 전지.Wherein the weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of said one or more solvents is in the range of 0.01: 1 to 0.25: 1. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.02:1 내지 0.15:1의 범위인 전류생성 전지.Wherein the weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of said one or more solvents is in the range of 0.02: 1 to 0.15: 1. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.02:1 내지 0.1:1의 범위인 전류생성 전지.And a weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of said one or more solvents is in the range of 0.02: 1 to 0.1: 1. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은, 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가지고, 상기 일 이상의 용매에 용해가능하고, 상기 전해질이 상기 개시온도에 가열되는 경우 상기 다관능 모노머와 신속히 반응하는, 단관능 모노머를 더 함유하고 있는 전류생성 전지.The electrolyte further contains a monofunctional monomer, having one unsaturated aliphatic reactive quotient per molecule, soluble in the one or more solvents, and reacting rapidly with the polyfunctional monomer when the electrolyte is heated to the initiation temperature; Current generating cells. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 단관능 모노머는 비닐 에테르들과 알릴 에테르들로 이루어지는 군으로부터 선택된 단관능 모노머인 전류생성 전지.Wherein said monofunctional monomer is a monofunctional monomer selected from the group consisting of vinyl ethers and allyl ethers. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 단관능 모노머는The monofunctional monomer is 비닐 에테르의 1-부타놀,1-butanol of vinyl ether, 비닐 에테르의 2-에틸헥사놀, 및2-ethylhexanol of vinyl ether, and 비닐 에테르의 시클로헥사놀,Cyclohexanol of vinyl ether, 로 이루어지는 군으로부터 선택된 단관능 비닐 에테르인 전류생성 전지.A current generating cell which is a monofunctional vinyl ether selected from the group consisting of. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들 및 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.005:1 내지 0.2:1의 범위인 전류생성 전지.And a weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of one or more solvents and donor polyfunctional monomers is in the range of 0.005: 1 to 0.2: 1. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 공여 단관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들 및 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.01:1 내지 0.1:1의 범위인 전류생성 전지.And a weight ratio of the combined total weight of donor monofunctional monomers to the combined total weight of one or more solvents and donor polyfunctional monomers is in the range of 0.01: 1 to 0.1: 1. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은 중합 개시제를 더 함유하여, 그 개시제가 상기 전해질이 상기 개시온도에 가열되는 경우 상기 다관능 모노머의 중합의 속도를 증대시키는 전류생성 전지.And the electrolyte further contains a polymerization initiator such that the initiator increases the rate of polymerization of the multifunctional monomer when the electrolyte is heated to the initiation temperature. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 개시제는 양이온 중합 개시제를 함유하는 전류생성 전지.Wherein said initiator comprises a cationic polymerization initiator. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 개시제는 리튬 이온을 함유하는 전류생성 전지.The initiator is a current generating battery containing lithium ions. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은 중합 억제제를 더 함유하여, 그 억제제가 상기 전해질이 상기 개시온도에 가열되는 경우 상기 다관능 모노머의 중합의 속도를 감소시키는 전류생성 전지.And the electrolyte further contains a polymerization inhibitor such that the inhibitor reduces the rate of polymerization of the multifunctional monomer when the electrolyte is heated to the initiation temperature. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 억제제는 테르티아리 아민인 전류생성 전지.The inhibitor is a tertiary amine. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은, 원소 황을 함유하는 전기활성 황함유 재료를 함유하는 전류생성 전지.And the negative electrode comprises an electroactive sulfur-containing material containing elemental sulfur. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은, 그의 산화 상태에서 식, -Sm-, 다만 m은 3으로부터 10까지,의 폴리황화물 몫을 함유하는 전기활성 황함유 재료를 함유하는 전류생성 전지.And the negative electrode contains an electroactive sulfur-containing material containing a polysulfide quotient of -S m- , wherein m is from 3 to 10 in its oxidation state. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 전기활성 황함유 재료는 탄소-황 폴리머를 함유하는 전류생성 전지.Wherein said electroactive sulfur-containing material comprises a carbon-sulfur polymer. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 폴리황화물 몫,-Sm-,의 m은 6으로부터 10까지의 정수인 전류생성 전지.Wherein the polysulfide quotient, -S m- , m is an integer from 6 to 10; 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 탄소-황 폴리머가 폴리머 백본 체인을 가지고, 상기 폴리황화물 몫, -Sm-,이 사이드 그룹 상의 그의 단말 황원자의 일 또는 양자에 의해 공유결합되는 전류생성 전지.Wherein said carbon-sulfur polymer has a polymer backbone chain and is covalently bonded by the polysulfide quotient, -S m- , one or both of its terminal sulfur atoms on this side group. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 탄소-황 폴리머가 폴리머 백본 체인을 가지고, 상기 폴리황화물 몫, -Sm-,이 그의 단말 황원자의 양자에의 공유결합에 의해 상기 폴리머 백본 체인에 통합되는 전류생성 전지.And wherein the carbon-sulfur polymer has a polymer backbone chain and the polysulfide quotient, -S m- , is incorporated into the polymer backbone chain by covalent bonds to both of its terminal sulfur atoms. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 탄소-황 폴리머는 황의 75 중량 퍼센트 이상을 함유하는 전류생성 전지.Wherein said carbon-sulfur polymer contains at least 75 weight percent of sulfur. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은, 그의 산화 상태에서 이황화물 기를 함유하는 전기활성 황함유 재료를 함유하는 전류생성 전지.And the negative electrode contains an electroactive sulfur-containing material containing a disulfide group in its oxidized state. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은 전기활성 천이금속 칼고겐화물을 함유하는 전류생성 전지.And the negative electrode comprises an electroactive transition metal chalcogenide. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은 전기활성 도전성 폴리머를 함유하는 전류생성 전지.The negative electrode is a current generating battery containing an electroactive conductive polymer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양극은 리튬 금속, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-주석 합금, 리튬삽입 탄소, 및리튬삽입 흑연으로 이루어지는 군으로부터 선택된 일 이상의 양극 활성 재료를 함유하는 전류생성 전지.Wherein said positive electrode contains at least one positive electrode active material selected from the group consisting of lithium metal, lithium-aluminum alloy, lithium-tin alloy, lithium intercalated carbon, and lithium intercalated graphite. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 60℃의 온도에서 36 시간이상 현저하게 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not significantly polymerize for more than 36 hours at a temperature of 60 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 80℃의 온도에서 36 시간이상 현저하게 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not significantly polymerize for more than 36 hours at a temperature of 80 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 100℃의 이하의 온도에서 신속히 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not rapidly polymerize at a temperature of 100 ℃ or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 110℃의 이하의 온도에서 신속히 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not rapidly polymerize at a temperature of 110 ℃ or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 120℃의 이하의 온도에서 신속히 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not rapidly polymerize at a temperature of 120 ℃ or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 130℃의 이하의 온도에서 신속히 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not rapidly polymerize at a temperature of 130 ℃ or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 150℃의 이하의 온도에서 신속히 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not rapidly polymerize at a temperature of 150 ℃ or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다관능 모너머는 170℃의 이하의 온도에서 신속히 중합하지 않는 전류생성 전지.The multifunctional monomer is a current generating battery that does not rapidly polymerize at a temperature of 170 ℃ or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질은 고체 다공성 세퍼레이터를 더 함유하는 전류생성 전지.The electrolyte further comprises a solid porous separator. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 세퍼레이터는 다공성 폴리올레핀 세퍼레이터인 전류생성 전지.Wherein said separator is a porous polyolefin separator. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 세퍼레이터는 미공성의 의사 베메이트 층을 함유하는 전류생성 전지.And the separator comprises a microporous pseudo bemate layer. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 세퍼레이터는, 상기 다관능 모노머의 중합이 신속히 일어나 산기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 최하의 온도인 100℃ 이상의 온도에서 용해하지 않는 전류생성 전지.The separator is a current generating battery that does not dissolve at a temperature of 100 ° C. or more, which is the lowest temperature at which polymerization of the multifunctional monomer occurs rapidly to increase the viscosity and internal resistivity of an acid group electrolyte. 전류생성 전지에 사용하는 비수계 전해질로서, 상기 전해질이 점성과 내부 고유저항을 가지고 있고, 상기 전해질은A non-aqueous electrolyte used in a current generating battery, wherein the electrolyte has viscosity and internal resistivity, and the electrolyte (ⅰ) 일 이상의 용매들과;(Iii) one or more solvents; (ⅱ) 일 이상의 이온염들; 및(Ii) one or more ionic salts; And (ⅲ) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫을 함유하고, 상기 일 이상의 용매에 용해할 수 있고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속하게 중합함으로써, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 다관능 모노머,(Iii) each molecule contains two or more unsaturated aliphatic reactivity shares, which can be dissolved in the one or more solvents, and rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or higher, thereby providing the viscosity and internal intrinsic of the electrolyte. Polyfunctional monomer to increase resistance, 로 이루어지는 비수계 전해질.A non-aqueous electrolyte consisting of. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 반응성 몫은The reactive share is 비닐(CH2=CH-),Vinyl (CH 2 = CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-),Allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), 비닐 에테르(CH2=CH-O-),Vinyl ether (CH 2 = CH-O-), 알릴 에테르(CH2=CH-CH2-O-),Allyl ether (CH 2 = CH-CH 2 -O-), 알릴 에스테르(CH2=CH-CH2-C(O)-O-),Allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-),Allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-),Acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-),Acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-),Acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-),Methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), 메타릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및Methacrylate (CH 2 ═C (CH 3 ) —C (O) —O—), and 크로톡실(CH3-CH=C(CH3)-C(O)-),Crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 3 ) -C (O)-), 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전류생성 전지.A current generating battery selected from the group consisting of. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 다관능 모노머는 다기능 비닐 에테르 모노머인 전해질.The polyfunctional monomer is an electrolyte that is a multifunctional vinyl ether monomer. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 다관능 모노머는 디비닐 에테르 모노머들, 트리비닐에테르 모노머들, 및 테트라비닐 에테르 모노머들로 이루어지는 군으로부터 선택된 다관능 비닐 에테르 모노머인 전해질.Wherein said polyfunctional monomer is a polyfunctional vinyl ether monomer selected from the group consisting of divinyl ether monomers, trivinyl ether monomers, and tetravinyl ether monomers. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 다관능 모노머는 디비닐 에테르 모노머인 전해질.The polyfunctional monomer is a divinyl ether monomer. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 다관능 모노머는The polyfunctional monomer is 디비닐 에테르의 에틸렌 글리콜,Ethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 디에틸렌 글리콜,Diethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 트리에틸렌 글리콜,Triethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 테트라에틸렌 글리콜,Tetraethylene glycol of divinyl ether, 디비닐 에테르의 1,4-부탄디올, 및1,4-butanediol of divinyl ether, and 디비닐 에테르의 1,4-시클로헥산디메타놀,1,4-cyclohexanedimethanol of divinyl ether, 로 이루어지는 군을로부터 선택된 디비닐 에테르인 전해질.An electrolyte which is divinyl ether selected from the group consisting of. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전해질은 액체 전해질들, 겔 폴리머 전해질들, 및 고체 폴리머 전해질들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전해질.The electrolyte is selected from the group consisting of liquid electrolytes, gel polymer electrolytes, and solid polymer electrolytes. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전해질은 액체 전해질인 전해질.The electrolyte is a liquid electrolyte. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 일 이상의 용매들은 N-메틸 아세타미드, 아세토니트릴, 유기 카르보네이트, 설폴란, 설폰, N-알킬 피롤리돈, 디옥솔란, 글림, 실록산 및 크실렌으로 이루어지는 군으로부터 선택된 용매를 함유하는 전해질.The at least one solvent is an electrolyte containing a solvent selected from the group consisting of N-methyl acetamide, acetonitrile, organic carbonate, sulfolane, sulfone, N-alkyl pyrrolidone, dioxolane, glim, siloxane and xylene . 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 일 이상의 이온염들은 리튬 염을 함유하는 전해질.Wherein said at least one ionic salt contains a lithium salt. 제 58 항에 있어서,The method of claim 58, 상기 리튬 염은 LiClO4, LiAsF6, LiSO3CF3, LiSO3CH3, LiBr, LiI, LiSNC, LiBF4LiB(페닐)4, LiPF6, LiC(SO2CF3)3, LiN(SO2CF3)2,The lithium salt is LiClO 4 , LiAsF 6 , LiSO 3 CF 3 , LiSO 3 CH 3 , LiBr, LiI, LiSNC, LiBF 4 LiB (phenyl) 4 , LiPF 6 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , And 로 이루어지는 군으로터 선택되는 전해질.An electrolyte selected from the group consisting of. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.01:1 내지 0.25:1의 범위인 전해질.An electrolyte wherein the weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of said one or more solvents is in the range of 0.01: 1 to 0.25: 1. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들의 통합 총 중량에 대한 중량비는 0.02:1 내지 0.15:1의 범위인 전해질.An electrolyte wherein the weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of said one or more solvents is in the range of 0.02: 1 to 0.15: 1. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 공여 다관능 모노머들의 통합 총 중량의 상기 일 이상의 용매들의 통합 총중량에 대한 중량비는 0.02:1 내지 0.1:1의 범위인 전해질.The electrolyte wherein the weight ratio of the combined total weight of donor polyfunctional monomers to the combined total weight of the one or more solvents is in the range of 0.02: 1 to 0.1: 1. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전해질은, 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가지고, 상기 일 이상의 용매들에 용해가능하고, 상기 전해질이 상기 개시온도에 가열되는 경우 상기 다기능 모노머와 신속히 반응하는, 단관능 모노머를 더 함유하고 있는 전해질.The electrolyte further contains a monofunctional monomer, having one unsaturated aliphatic reactivity share per molecule, soluble in the one or more solvents, and reacting rapidly with the multifunctional monomer when the electrolyte is heated to the initiation temperature; Electrolyte. 제 63 항에 있어서,The method of claim 63, wherein 상기 단관능 모노머는 비닐 에테르들과 알릴 에테르들로 이루어지는 군으로부터 선택된 모노머인 전해질.The monofunctional monomer is an electrolyte selected from the group consisting of vinyl ethers and allyl ethers. 제 63 항에 있어서,The method of claim 63, wherein 상기 단관능 모노머는The monofunctional monomer is 비닐 에테르의 1-부타놀,1-butanol of vinyl ether, 비닐 에테르의 2-에틸헥사놀, 및2-ethylhexanol of vinyl ether, and 비닐 에테르의 시클로헥사놀,Cyclohexanol of vinyl ether, 로 이루어지는 군으로부터 선택된 비닐 에테르인 전해질.An electrolyte which is a vinyl ether selected from the group consisting of. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전해질은 중합 개시제를 더 함유하여, 그 개시제가 상기 전해질이 상기 개시온도에 가열되는 경우 상기 다관능 모노머의 중합의 속도를 증대시키는 전해질.And the electrolyte further contains a polymerization initiator such that the initiator increases the rate of polymerization of the multifunctional monomer when the electrolyte is heated to the initiation temperature. 제 66 항에 있어서,The method of claim 66, wherein 상기 개시제는 양이온 중합 개시제를 함유하는 전해질.The initiator is an electrolyte containing a cationic polymerization initiator. 제 66 항에 있어서,The method of claim 66, wherein 상기 개시제는 리튬 이온을 함유하는 전해질.The initiator is an electrolyte containing lithium ions. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전해질은 중합 억제제를 더 함유하여, 그 억제제가 상기 전해질이 상기 개시온도에 가열되는 경우 상기 다관능 모노머의 중합의 속도를 감소시키는 전해질.The electrolyte further contains a polymerization inhibitor such that the inhibitor reduces the rate of polymerization of the multifunctional monomer when the electrolyte is heated to the initiation temperature. 제 69 항에 있어서,The method of claim 69, 상기 억제제는 제삼 아민인 전해질.The inhibitor is a tertiary amine. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전해질은 고체 다공성 세퍼레이터를 더 함유하는 전해질.The electrolyte further comprises a solid porous separator. 제 71 항에 있어서,The method of claim 71 wherein 상기 세퍼레이터는 다공성 폴리올레핀 세퍼레이터인 전해질.The separator is an electrolyte of a porous polyolefin separator. 제 71 항에 있어서,The method of claim 71 wherein 상기 세퍼레이터는 미공성의 의사 베메이트 층을 함유하는 전해질.Said separator containing a microporous pseudo bemate layer. 전류생성 전지를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은A method of forming a current generating cell, the method of (ⅰ) 음극을 마련하고;(Iii) providing a cathode; (ⅱ) 양극을 마련하며;(Ii) providing an anode; (ⅲ) 상기 양극과 상기 음극 간에 비수 전해질을 넣는(Iii) inserting a nonaqueous electrolyte between the positive electrode and the negative electrode 단계들로 이루어지고, 상기 전해질은 점성과 내부 고유저항을 가지고,Consisting of steps, the electrolyte has viscosity and internal resistivity, (a) 일 이상의 용매들과;(a) one or more solvents; (b) 일 이상의 이온염들; 및(b) one or more ionic salts; And (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫들을 함유하고, 상기 일 이상의 용매에 용해가능하고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대시키는 다관능 모노머를 함유하는 전류생성 전지 형성 방법.(c) contains more than one unsaturated aliphatic reactive shares per molecule and is soluble in the one or more solvents and rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C., thereby reducing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. A current generating battery forming method containing a multifunctional monomer to increase. 제 74 항에 있어서,The method of claim 74, wherein 상기 개시온도에서의 상기 전해질의 신속한 중합에 있어, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항은 상기 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료하기에 충분한 수준에 증대하는 전류생성 전지 형성 방법.In the rapid polymerization of the electrolyte at the initiation temperature, the viscosity and internal resistivity of the electrolyte increase to a level sufficient to safely terminate the current generating action of the battery. 제 74 항에 있어서,The method of claim 74, wherein 상기 반응성 몫들은The reactive shares 비닐(CH2=CH-),Vinyl (CH 2 = CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-),Allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), 비닐 에테르(CH2=CH-O-),Vinyl ether (CH 2 = CH-O-), 알릴 에테르(CH2=CH-CH2-O-),Allyl ether (CH 2 = CH-CH 2 -O-), 알릴 에스테르(CH2=CH-CH2-C(O)-O-),Allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-),Allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-),Acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-),Acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-),Acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-),Methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), 메타릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및Methacrylate (CH 2 ═C (CH 3 ) —C (O) —O—), and 크로톡실(CH3-CH=C(CH3)-C(O)-),Crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 3 ) -C (O)-), 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전류생성 전지 형성 방법.A current generating battery forming method selected from the group consisting of. 제 74 항에 있어서,The method of claim 74, wherein 상기 다관능 모노머들은 다관능 비닐 에테르 모노머인 전류생성 전지 형성 방법.Wherein said polyfunctional monomers are polyfunctional vinyl ether monomers. 전류생성 전지에 사용하는 비수계 전해지을 조제하는 방법으로서, 상기 전해질이 점성과 내부 고유저항을 가지고,A method for preparing a non-aqueous electrolytic cell for use in a current generating battery, wherein the electrolyte has viscosity and internal resistivity, (a) 일 이상의 용매들의 용액과; 이 이상의 이온 염들; 및, 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫들을 함유하고, 상기 일 이상의 용매에 용해가능하고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대하는 다관능 모노머,를 조제하며;(a) a solution of one or more solvents; Two or more ionic salts; And each molecule contains two or more unsaturated aliphatic reactive shares, is soluble in the one or more solvents, and rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of 100 ° C. or more, thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte. To prepare a polyfunctional monomer; (b) 상기 용액을 고체 다공성 세퍼레이터, 이온 도전성 폴리머, 및, 분자마다 하나의 불포화 지방족 반응성 몫을 가진 다관능 모노머들로 이루어진 군으로부터 선택된 타의 재료들과 임의로 통합하는,(b) optionally incorporating the solution with a solid porous separator, an ion conductive polymer, and other materials selected from the group consisting of multifunctional monomers having one unsaturated aliphatic reactive share per molecule, 단계들로 이루어지는 비수계 전해질 조제 방법.A non-aqueous electrolyte preparation method comprising the steps. 제 78 항에 있어서,The method of claim 78, 상기 반응성 몫들은The reactive shares 비닐(CH2=CH-),Vinyl (CH 2 = CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-),Allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), 비닐 에테르(CH2=CH-O-),Vinyl ether (CH 2 = CH-O-), 알릴 에테르(CH2=CH-CH2-O-),Allyl ether (CH 2 = CH-CH 2 -O-), 알릴 에스테르(CH2=CH-CH2-C(O)-O-),Allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-),Allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-),Acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-),Acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-),Acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-),Methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), 메타릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및Methacrylate (CH 2 ═C (CH 3 ) —C (O) —O—), and 크로톡실(CH3-CH=C(CH3)-C(O)-),Crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 3 ) -C (O)-), 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 비수계 전해질 조제 방법.A non-aqueous electrolyte preparation method selected from the group consisting of: 제 78 항에 있어서,The method of claim 78, 상기 다관능 모노머는 다관능 비닐 에테르 모노머인 비수계 전해질 조제 방법.And the polyfunctional monomer is a polyfunctional vinyl ether monomer. 전류생성 전지의 안전을 증대시키는,To increase the safety of the current generating battery, (ⅰ) 전해질이 점성과 내부 고유저항을 가지고,(Iii) the electrolyte has viscosity and internal resistivity, (a) 일 이상의 용매들과;(a) one or more solvents; (b) 일 이상의 이온 염들; 및(b) one or more ionic salts; And (c) 분자마다 이 이상의 불포화 지방족 반응성 몫들을 함유하고, 상기 전해질이 100℃ 이상의 개시온도에 가열되는 경우 신속히 중합함으로써, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항을 증대하는 다관능 모노머를 함유하는,(c) contains more than one unsaturated aliphatic reactive shares per molecule and contains a polyfunctional monomer which rapidly polymerizes when the electrolyte is heated to an onset temperature of at least 100 ° C., thereby increasing the viscosity and internal resistivity of the electrolyte, 비수계 전해질을 마련하며;Preparing a non-aqueous electrolyte; (ⅱ) 상기 전해질을 음극과 양극 간에 넣음에 의하여 상기 전해질을 전류생성 전지에 통합하는,(Ii) integrating the electrolyte into the current generating cell by placing the electrolyte between a cathode and an anode; 단계들로 이루어지는 방법.The method consists of steps. 제 81 항에 있어서,82. The method of claim 81 wherein 상기 개시온도에서의 상기 전해질의 신속한 중합에 있어, 상기 전해질의 상기 점성과 내부 고유저항은 상기 전지의 전류생성 작용을 안전하게 종료하기에 충분한 수준에 증대하는 전류생성 전지 안전 증대 방법.In rapid polymerization of said electrolyte at said initiation temperature, said viscosity and internal resistivity of said electrolyte increase to a level sufficient to safely terminate the current generating action of said battery. 제 81 항에 있어서,82. The method of claim 81 wherein 상기 반응성 몫들은The reactive shares 비닐(CH2=CH-),Vinyl (CH 2 = CH-), 알릴(CH2=CH-CH2-),Allyl (CH 2 = CH-CH 2- ), 비닐 에테르(CH2=CH-O-),Vinyl ether (CH 2 = CH-O-), 알릴 에테르(CH2=CH-CH2-O-),Allyl ether (CH 2 = CH-CH 2 -O-), 알릴 에스테르(CH2=CH-CH2-C(O)-O-),Allyl ester (CH 2 = CH-CH 2 -C (O) -O-), 알릴 아민(CH2=CH-CH2-NH-),Allyl amine (CH 2 = CH-CH 2 -NH-), 아크릴릴(CH2=CH-C(O)-),Acrylyl (CH 2 = CH-C (O)-), 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-),Acrylate (CH 2 = CH-C (O) -O-), 아크릴아미드(CH2=CH-C(O)-NH-),Acrylamide (CH 2 = CH-C (O) -NH-), 메타크릴릴(CH2=C(CH3)-C(O)-),Methacrylyl (CH 2 = C (CH 3 ) -C (O)-), 메타릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-), 및Methacrylate (CH 2 ═C (CH 3 ) —C (O) —O—), and 크로톡실(CH3-CH=C(CH3)-C(O)-),Crotoxyl (CH 3 -CH = C (CH 3 ) -C (O)-), 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전류생성 전지 안전 증대 방법.A method for increasing safety of current generating battery selected from the group consisting of: 제 81 항에 있어서,82. The method of claim 81 wherein 상기 다관능 모노머는 다관능 비닐 에테르 모노머인 전류생성 전지 안전 증대 방법.Wherein said polyfunctional monomer is a polyfunctional vinyl ether monomer.
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